电力输送装置、电力接收装置及包含其的电子设备的制作方法

技术领域

本发明涉及一种检测诸如金属等的导体的存在的检测装置、电力接收装置、电力输送装置、无线电力输送系统以及检测方法。

背景技术：

近年来，越来越盛行对以非接触方式供给电力(无线电力供给)的非接触式电力输送系统的开发。实现无线电力供给的方法大致包括两类技术。

技术之一是已经广泛使用的电磁感应法，在该方法中，电力输送侧和电力接收侧之间的耦合度是非常高的，且能够高效率地进行电力供给。然而，必须保持电力输送侧和电力接收侧之间的耦合系数。因此，在电力输送侧和电力接收侧彼此间隔开的情况下或存在位置移动的情况下，电力输送侧的线圈与电力接收侧的线圈之间的电力输送效率(以下简称“线圈间效率”)大大降低。

另一项技术是被称为磁场谐振法的技术，在该方法中，积极利用谐振现象，因此电力供给源和电力供给目的地共用的磁通量可以较小。在磁场谐振法中，如果Q值(品质因数)较高，即便耦合系数较小，线圈间效率也不会降低。Q值是表示具有电力输送侧或电力接收侧的线圈的电路的能量保持和损失间的关系的指标(表示谐振电路的谐振强度)。也就是，电力输送侧线圈和电力接收侧线圈之间不必轴重合，并具有电力输送侧和电力接收侧的位置和距离的自由度高的优点。

在非接触式或无线电力输送系统中，重要的元件是用于金属异物的发热对策的元件。不限于电磁感应法还是磁场谐振法，当以非接触方式进行电力供给时，当在电力输送侧和电力接收侧之间存在金属时，都产生涡电流，具有金属发热的风险。为了减少该发热，提出了许多用于检测金属异物的技术。例如，利用光传感器或温度传感器的技术被广泛使用。然而，在利用传感器的检测方法中，在电力供给范围像磁场谐振法一样宽泛的情况下，会产生成本。此外，例如，在温度传感器的情况下，由于温度传感器的输出结果取决于其周围环境的热导率，因此对输送侧和接收侧上的设备施加设计限制。

因此，提出了这样一项技术，即，当金属异物进入电力输送侧和电力接收侧之间的空间时，通过观察参数(电流，电压等)变化来确定金属异物是否存在。利用此项技术，不必施加设计限制，并且可以降低成本。例如，在日本未审查专利申请公开第2008-206231号中，已经提出了一种利用电力输送侧和电力接收侧之间通信时的调制度来检测金属异物的方法。在日本未审查专利申请公开第2001-275280号中，提出了一种利用涡电流损耗检测金属异物的方法(利用DC-DC效率进行的异物检测)。

技术实现要素：

然而，在由日本未审查专利申请公开第2008-206231和2001-275280号提出的技术中，未考虑金属壳体对电力接收侧的影响。在考虑典型的便携式设备的充电的情况下，在便携式设备中使用某些类别金属(金属壳体，金属部件等)的几率很高，因此很难区分参数的变化是由“金属壳体等的影响”还是由“金属异物的混合”引起的。当以日本未审查专利申请公开第2001-275280号用作示例时，很难确定便携式设备的金属壳体中是否产生涡电流损耗或涡电流损耗是否是由于金属异物混合在电力输送侧和电力接收侧之间而产生的。如上所述，很难说在日本未审查专利申请公开第2008-206231和2001-275280号中提出的技术能够高精度地检测金属异物。

需要提高检测存在于电力输送侧和电力接收侧之间的金属异物的精度。

在本发明的实施方式中，在测量Q值时，包括至少电感器(例如线圈)和电容器的谐振电路的电路构造从电力供给时的电路构造切换，该电感器和电容器包括在构成无线(非接触式)电力输送系统的电力输送装置或电力接收装置中，以使得与线圈并联的静电电容元件的静电电容值增加。然后，切换电路构造之后，对谐振电路的Q值进行测量。

根据本发明的实施方式，与线圈并联的静电电容元件的静电电容值增加，且谐振电路的阻抗增加。结果，在测量Q值时，谐振电路检测出的电压的幅值水平增加，且谐振电路的Q值的SN比提高。

根据本发明，通过将电力供给时的谐振电路和利用Q值测量检测金属异物时的谐振电路分别构造成最适宜，在不降低电力供给性能的情况下，可以提高金属异物的检测精度。

附图说明

图1是示出了频率和Q值之间的关系的示例的曲线图；

图2是存在金属异物的情况下和不存在金属异物的情况下比较对于每个频率的Q值的曲线图；

图3是示出了存在金属异物的情况下和不存在金属异物的情况下的Q值变化量和频率之间的关系的曲线图；

图4是示出了用于无线或非接触式电力输送系统的电力输送装置的概要的电路图；

图5是示出了用于无线或非接触式电力输送系统的电力输送装置(初级侧)的内部构造示例的框图；

图6是示出了用于无线或非接触式电力输送系统的无电池电力接收装置(次级侧)的内部构造示例的框图；

图7是假定为串联谐振电路的等效电路中分压的概念的图示；

图8是示出了在图7所示的等效电路的指定点观察到的电压信号的示例的波形图；

图9A、图9B和图9C是示出了不同谐振电路的构成的电路图；

图10是示出了图9A所示的谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图；

图11是示出了图9B所示的谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图；

图12是示出了图9C所示的谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图；

图13示出了通过利用传递函数计算谐振电路的阻抗值的方法；

图14是示出了耦合系数和阻抗之间的关系的曲线图的示例；

图15A、图15B和图15C是相对于谐振电路的线圈的电容器的连接示例的电路图；

图16是示出了根据本发明第一示例性实施方式的电力接收装置(次级侧)的内部构造示例的主要部分的框图；

图17是示出了根据本发明第一示例性实施方式的无线或非接触式电力输送系统的电力供给时的处理的流程图；

图18是示出了其中在初级侧(电力输送装置)反映频率扫描时对Q值进行计算的情况下的处理的流程图；

图19是根据本发明第一示例性实施方式的无线或非接触式电力输送系统的操作定时图；

图20是示出了谐振电路中多个频率与Q值之间的关系的示例的曲线图；

图21是示出了在初级侧(电力输送装置)进行Q值计算的情况下的处理的流程图；

图22是示出了根据本发明第二示例性实施方式的电力输送装置(初级侧)的内部构造的示例的主要部分的框图；

图23是示出了图22所示的电力输送装置(初级侧)的第三开关接通和断开时谐振电路的构造的等效电路图；

图24是示出了串联谐振电路中阻抗的频率特性的曲线图；

图25是示出了并联谐振电路中阻抗的频率特性的曲线图；

图26是根据本发明第三示例性实施方式的基于阻抗的实部分量和虚部分量的比值计算Q值的电路图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方式进行描述。在本说明书和附图中，具有基本相同功能或构造的部件用相同的参考标号表示，并且省略其重复描述。

将按下列顺序进行描述。

1、第一实施方式(电路切换单元：在电力接收侧，在电力供给时和Q值测量时之间切换电容器的静电电容值的示例)

2、第二实施方式(电路切换单元：在电力输送侧，在电力供给时和Q值测量时之间切换电容器的静电电容值的示例)

3、其他(Q值测量电路：Q值测量处理的变形例)

1、第一实施方式

介绍性描述

在本发明中，用于检测金属异物的技术是通过利用上述Q值的变化检测金属异物的技术。Q值是表示能量保持和损失之间的关系的指标，并且通常用作表示谐振电路的谐振峰值的锐度(谐振强度)的值。术语“金属异物”指的是存在于电力输送侧(初级侧)和电力接收侧(次级侧)之间的诸如金属等的导体，所述导体包括广义上的导体，例如可以包括半导体。

然而，在该技术中，需要在具有某个Q值的地方执行谐振点(谐振频率)的调整。为此，在如传统的电磁感应法中一样利用具有较低Q值的频率的交流信号进行电力供给的情况下，Q值的绝对值较低，因此降低了检测精度。因此，应特别注意此类使用。

图1示出了与线圈相关的频率和Q值之间的关系的示例。

用于测量的线圈的构造具有外形为30×40mm以及内径为20×30mm的8匝。如图1所示，由Q值频率特性曲线1表示的Q值随频率显著变化。如果该线圈用于100kHz下的电力供给(利用电容器进行谐振)，则Q值的绝对值变成50左右，且与最大值的频率相比，Q值变为约二分之一以下。

图2是在存在金属异物的情况下(例如混入线圈中)和在不存在金属异物的情况下(未混入线圈中)比较对于每个频率的Q值的曲线图。

在该示例中，测量在线圈的中心放置15平方毫米的铁作为金属异物时的Q值。从图2可以看出，在具有较高Q值的频率处，存在(例如混入)金属异物时的Q值频率特性曲线2和不存在(例如，未混入)金属异物时的Q值频率特性曲线1之间的差较大。

图3是示出了混入金属异物的情况下和未混入金属异物的情况下的Q值变化量和频率之间的关系的曲线图。这表明，图2所示的对于每个频率的Q值的差为相对值。

从图3可以看出，Q值的变化明显受频率的影响，从图2和图3可以看出，对Q值绝对值较大的频率来说，Q值的变化较大。也就是，通过利用具有较大的Q值绝对值的频率来检测金属异物，提高了检测金属异物的精度。

Q值测量原理

这里，将参照图4，给出Q值测量原理的描述。

图4是示出了用于非接触式电力输送系统的电力输送装置的概要的电路图。图4所示的电力输送装置10的电路是表示(磁场耦合情况下)Q值测量原理的最基本电路构造的示例。虽然示出了具有串联谐振电路的电路，但可以考虑各种详细的示例性构造，只要包括谐振电路的功能即可。谐振电路的Q值测量是一项还为测量仪器(LCR测量仪)使用的技术。虽然示出了电力输送装置(初级侧)的谐振电路的示例，但该测量原理可以相同的方式应用于电力接收装置(次级侧)的谐振电路。

例如，如果在电力输送装置10的初级侧线圈15附近存在作为金属异物的金属片，则磁力线穿过金属片，并在金属片中产生涡电流。当从初级侧线圈15观察时，这就好像金属片和初级侧线圈15彼此电磁耦合，且向初级侧线圈15添加实电阻负载，使初级侧的Q值改变。Q值的测量导致对初级侧线圈15附近的金属异物(电磁耦合状态)进行检测。

电力输送装置10包括信号源11，其包含用于产生交流信号(正弦波)的AC电源12和电阻元件13；电容器14以及初级侧线圈15(电力输送线圈，线圈的示例)。电阻元件13是AC电源12的内电阻(输出阻抗)的图示化表示。电容器14和初级侧线圈15以这种方式连接至信号源11以形成串联谐振电路(谐振电路的示例)。然后，为了在期望测量的频率产生谐振，对电容器14的电容值(C值)和初级侧线圈15的电感值(L值)进行调整。包括信号源11和电容器14的电力输送单元通过利用负载调制方法以无线或非接触的方式经由初级侧线圈15将电力输送至外界。

当形成串联谐振电路的初级侧线圈15和电容器14之间的电压表示为V1(施加于谐振电路的电压的示例)且初级侧线圈15两端的电压表示为V2时，串联谐振电路的Q值由式子(1)表示。

$Q=\frac{V2}{V1}=\frac{2\mathrm{\π}fL}{r_s}\mathrm{.....}\left(1\right)$

其中r_s是频率为f时的有效电阻值。

电压V1乘以Q获得电压V2。当金属片接近初级侧线圈15时，有效电阻值r_s增加，而Q值减小。如上所述，当金属片接近初级侧线圈15时，要测量的Q值(电磁耦合状态)发生变化。因此，通过检测该变化，可以检测到初级侧线圈15附近的金属片。

无线或非接触式电力输送系统的构造示例

电力输送装置的构造示例

图5是示出了用于非接触式电力输送系统的电力输送装置(初级侧)的内部构造示例的框图。图5所示的框图示出了图4所示的电力输送装置的更具体构造，在该具体构造中，图5中示出的Q值测量电路20(检测单元的示例)检测金属异物。设置有Q值测量电路20的电力输送装置是检测装置的示例。

作为示例，构成Q值测量电路20的元件包括整流单元21A和21B、模数转换器(以下简称“ADC”)22A和22B以及主控制单元23。构成包括Q值测量电路20中的各块的电力输送装置10的各个块基于信号源11或电池(未示出)提供的电力进行工作。

整流单元21A将从初级侧线圈15和电容器14之间输入的交流信号(AC电压)转换为DC信号(DC电压)，并输出该DC信号。类似地，整流单元21B将从信号源11和电容器14之间输入的交流信号(AC电压)转换为DC信号(DC电压)。所转换的DC信号输入至相应的ADC 22A和22B。

ADC 22A和22B分别将整流单元21A和21B输入的模拟DC信号转换为数字DC信号，并将该数字DC信号输出至主控制单元23。

主控制单元23是控制单元的示例，并控制由例如微处理单元(MPU)构成的电力输送装置10的整体。主控制单元23具有计算处理单元23A和确定单元23B的功能。

计算处理单元23A是用于执行预定计算处理的块。在该示例中，电压V1与电压V2的比值(即，Q值)基于从ADC 22A和22B输入的DC信号来计算，并且计算结果输出至确定单元23B。此外，计算处理单元23A还可获得与来自电力接收侧(次级侧)的金属异物的检测相关的信息(物理量，比如电压值)，并根据该信息计算次级侧的Q值。

确定单元23B将从计算处理单元23A输入的计算结果与非易失性存储器24中存储的阈值相比较，并根据比较结果确定附近是否存在金属异物。此外，确定单元23B可以将电力接收侧的Q值与阈值相比较，以确定附近是否存在金属异物。

存储器24将预先测出的、初级侧线圈附近无任何东西或初级侧线圈中未放置任何东西的状态下的初级侧Q值作为阈值(Ref_Q1)存储。此外，存储器24还将从电力接收侧(次级侧)获得的次级侧Q值的阈值(Q_Max)存储。

通信控制单元25是初级侧通信单元的示例，并与电力接收装置(后文将进行描述)的通信控制单元进行通信。例如，通信控制单元25执行与金属异物的检测有关的信息的发送和接收，比如接收包括电力接收装置的次级侧线圈的谐振电路的Q值、电压V1、电压V2等。此外，通信控制单元25在主控制单元23的控制下指示信号源11产生或停止产生AC电压。对于与电力接收装置进行通信的通信标准，例如可以使用IEEE802.11标准的无线LAN或蓝牙(注册商标)。可以以信息经由初级侧线圈15和电力接收装置的次级侧线圈传输的方式形成该构造。此外，可以从主控制单元23直接向信号源11发出指示，而无需使用通信控制单元25。

输入单元26产生对应于用户操作的输入信号，并将该输入信号输出至主控制单元23。

在该示例中，将该构造描述为具有结合于电力输送装置10中的Q值测量电路20并且能够根据初级侧的Q值检测金属异物以及根据次级侧的Q值检测金属异物。并不限于此，只要电力输送装置10包括至少执行计算处理和确定处理的主控制单元23以及通信控制单元25，并具有根据电力接收装置的Q值确定电磁耦合状态并检测金属异物的功能就足以。

如上所述，通过将测量原理应用于电力接收装置(次级侧)，电力接收装置可以测量Q值。然而，当在测量Q值时进行电力供给时，从电力输送侧输出的磁场使得在电力接收装置的线圈中产生较大的电力，电压V2难以被正常地测量出。为此，很难获得精确的Q值，并存在难以以高精度检测金属异物的风险。

为了解决不便利的问题，在测量时必须停止供电。然而，如果停止供电，则使用于测量次级侧的Q值的电路工作的大型电池就变为是必要的。如果电池容纳在电力接收装置中，则可能会对产品的服务寿命产生不利影响，并且在便携式设备的电池的带电电容被耗尽时而立即需要进行充电的情况下，会出现例如很难进行金属异物检测的情形。

因此，本发明的发明人考虑了无电池电磁耦合状态检测技术，其中，当通过使用由初级侧供给的电力来对次级侧进行Q值测量时，首先，在进行接收来自初级侧的电力时，不对次级侧进行Q值测量。

电力接收装置的构造示例

下面，将对无电池电力接收装置(次级侧)的构造示例进行说明，该无电池电力接收装置用于非接触式电力输送系统。

图6是示出了应用于便携式设备等的电力接收装置的内部构造示例的框图。该构造以通过开关使使用的电路在电力供给时和在测量Q值时之间进行切换的方式形成。测量Q值时，Q值测量电路60(检测单元的示例)检测是否存在金属异物。设置有Q值测量电路60的电力接收装置是检测装置的示例。

该示例的电力接收装置30包括次级侧线圈31和与次级侧线圈31并联连接的电容器32。并联连接的次级侧线圈31的一端以及电容器32的一端连接至电容器33的一端，电容器33的另一端连接至整流单元34的一个输入端。彼此并联连接的次级侧线圈31和电容器32的另一端连接至整流单元34的另一输入端。整流单元34的一输出端通过第二开关39连接至第一调整器36的输入端，第一调整器36的输出端连接至负载，整流单元34的另一输出端连接至接地端。第二调整器37也连接至整流单元34的一输出端。此外，电容器35和第一开关38彼此串联连接，电容器35的一端连接至整流单元34的一输出端，第一开关38的一端连接至整流单元34的另一输出端。

第一调整器36执行控制，例如以使得要输出的电压和电流通常保持不变，并向负载提供5V电压。类似地，例如，第二调整器37向分别包括开关的各块提供3V电压。

电容器33的另一端还连接至第三开关40，并通过第三开关40、电阻元件52以及放大器51连接至AC电源50(振荡电路)。此外，放大器44A的输入端通过第三开关41连接至电容器33的另一端。另外，放大器44B的输入端通过第三开关42连接至电容器33的一端。此外，彼此并联连接的次级侧线圈31和电容器32的另一端通过第三开关43连接至接地端。

对于第一开关38(第一开关单元的示例)、第二开关39(第二开关单元的示例)和第三开关40至43(第三开关单元的示例)，使用诸如晶体管和MOSFET等的开关元件。在该示例中，使用MOSFET。

作为该示例，构成Q值测量电路60的部件包括放大器44A和44B、下一级的包络检测单元45A和45B、模数转换器(以下简称“ADC”)46A和46B以及主控制单元47(计算处理单元47A、确定单元47B)。

放大器44A的输出端连接至包络检测单元45A。包络检测单元45A检测从电容器33的另一端经由第三开关41和放大器44A输入的交流信号(与电压V1对应)的包络，并将检测信号提供给ADC 46A。

另外，放大器44B的输出端连接至包络检测单元45B。包络检测单元45B检测从电容器33的一端经由第三开关42和放大器44B输入的交流信号(与电压V2对应)的包络，并将检测信号提供给ADC 46B。

ADC 46A和46B分别将包络检测单元45A和45B输入的模拟检测信号转换为数字检测信号，并将该数字检测信号输出至主控制单元47。

主控制单元47是控制单元的示例，并控制由例如微处理单元(MPU)构成的电力接收装置30的整体。主控制单元47具有计算处理单元47A和确定单元47B的功能。主控制单元47通过利用从第二调整器37提供的电力向各开关(MOSFET的栅极端子)提供驱动信号，以控制接通/断开(开关切换功能)。

计算处理单元47A是用于执行预定计算处理的块，并根据从ADC46A和46B输入的检测信号计算电压V1与电压V2的比值(即，Q值)，并将计算结果输出至确定单元47B。此外，计算处理单元47A还可以根据设定将关于输入检测信号的信息(电压值等)传输至电力输送侧(初级侧)。此外，在进行金属异物检测处理时，进行扫频处理(扫频处理功能)。

确定单元47B将从计算处理单元47A输入的Q值与非易失性存储器48中存储的阈值相比较，并根据比较结果确定附近是否存在金属异物。如稍后所描述的，还可以将测出的信息传输至电力输送装置10，以使得电力输送装置10可以计算次级侧的Q值，并确定是否存在金属异物。

存储器48存储预先测出的、在次级侧线圈31附近无任何东西或在次级侧线圈31中未放置任何东西的状态下的阈值，以与Q值进行比较。

通信控制单元49是次级侧通信单元的示例，并与电力输送装置10的通信控制单元25进行通信。例如，通信控制单元49执行与金属异物的检测有关的信息的传输和接收，比如传输包括电力接收装置30的次级侧线圈31的谐振电路的Q值、电压V1、电压V2等。应用于通信控制单元49的通信标准与应用于电力输送装置10的通信控制单元25的通信标准相同。该构造可以以通过次级侧线圈31和电力输送装置10的初级侧线圈15传输信息的方式来形成。

AC电源50在测量Q值时根据主控制单元47的控制信号，产生AC电压(正弦波)，并通过放大器51和电阻元件52将AC电压提供至电容器33的另一端。

输入单元53产生对应于用户操作的输入信号，并将该输入信号输出至主控制单元47。

通过接通/断开一组三个开关(即第一开关38、第二开关39和第三开关40至43)的切换，来控制以上述方式构成的电力接收装置30的Q值测量电路60。下文中，通过集中于开关的切换来对电力接收装置30的操作进行描述。

首先，次级侧线圈31从电力输送装置10接收到的电力充入设置在整流单元34的下一级的电容器35(电力存储单元的示例)中。电流值和电力接收装置30可以利用充入电容器中的电力进行工作的时间由CV＝it确定，

其中C表示电容器的静电电容，V表示电容器的电压值，i表示电容器的电流值，t表示时间段。也就是，当充入10μF电容器中的电压值从9V变为4V时，可以使50mA的电流流动1毫秒。如果电容器的静电电容值较大，则可以使更大的电流流动或可以延长电流流动的时间段。

然而，如果在整流单元34的下一级设置具有较大静电电容值的电容器35，则认为在电力接收装置30和外部设备之间进行通信时会出现问题。因此，优选地是利用第一开关38进行控制。也就是，使第一开关38的漏-源只在测量Q值时导通，并通过连接电容器35来消除不利影响。

如果Q值测量电路60的电流消耗量小到一定程度且Q值测量的时间段较短时，在阻止来自电力输送装置10的载波信号的同时可以对Q值进行测量。当要从电力输送装置10输出的载波信号被阻止时(测量Q值时)，必须可靠地使负载和Q值测量电路60之间电断开。例如，P沟道MOSFET用于第二开关39，以使得可以在将载波信号输入至电力接收装置30时进行断开控制，或者可以通过利用第一调整器36的使能功能进行控制。除上述之外，当正在对电容器35充电时或正通过通信控制单元49进行通信时，即便负载不与Q值测量电路60断开也不会存在任何问题。

在测量Q值时，与上述测量仪器(LCR测量仪)的技术类似，测量电容器33两端的电压值。具体地，在阻止载波信号时接通第三开关40至43，并且根据在电容器33的一端和另一端上检测到的两个电压波形计算Q值，其中通过电容器33对从AC电源50输出的正弦波进行整流。通过将算得的Q值与现有阈值相比较，执行金属异物的检测。

测量Q值时SN比的劣化

Q值的测量精度还受谐振电路的谐振点(谐振频率)的阻抗值的影响较大。如前文中描述的，在电力接收装置30的构造中，利用开关来在电力供给时的电路和测量Q值时的电路间进行切换。也就是，电容器33两端的电压由第三开关41的导通电阻量和次级侧线圈31的谐振点的阻抗分压，且电压的幅值降低。为此，分压比随次级侧线圈31的谐振点的阻抗增加，并且测量Q值时的SN比可能会劣化。

图7示出了假定串联谐振电路的等效电路中的分压的概念。图8示出了在图7的等效电路的每个点上的电压波形的试算结果。

在图7中，由虚线表示的Z1表示开关元件的导通电阻量(导通电阻分量R1)。此外，由虚线表示的Z2表示串联谐振电路的由线圈L1、电容器C1和在AC电源E的AC电压的频率f的有效电阻构造(有效电阻分量r1)构成的等效电路。

在串联谐振电路中，由于谐振点处的阻抗仅由线圈L1的纯电阻量构成，因此阻抗在图7所示的V1-1点和V1-2点(对应于图6的V1)处进行分压，且AC电压的幅值降低。

在图8的波形图中示出了在V1-1点和V1-2点处通过模拟实际计算出的AC电压的幅值的结果。用于试算的条件是：AC电压的频率为90kHz；幅值为0.1V；串联谐振电路的线圈L1的自感为14.3μH；有效电阻分量r1的电阻值为0.6Ω；电容器C1的静电电容值为227nF以及导通电阻分量R1的电阻值为3Ω。

在图8中，幅值大的波形示出了点V1-1的电平，幅值小的波形示出了点V1-2的电平。从该电压波形毫无疑义地可以看出，AC电压的幅值降低。

接下来，将给出关于谐振电路的谐振点的阻抗根据谐振电路的构造不同而不同的描述。

图9A、图9B和图9C是示出了相互不同的谐振电路的构造的电路图。

图9A的谐振电路是串联谐振电路。相比之下，图9B的谐振电路具有与线圈L1串联连接的电容器C1'以及与线圈L1并联连接的电容器C2'。图9C的谐振电路具有与线圈L1串联连接的C1”以及与线圈L1并联连接的C2”。

在图9A至图9C的谐振电路中，与图8的情况类似，AC电压的频率为90kHz，其幅值为0.1V，线圈L1的自感为14.3μH，有效电阻分量r1的电阻值为0.6Ω，以及导通电阻分量R1的电阻值为3Ω。然而，图9A的电容器C1的静电电容值为227nF，图9B的电容器C1'和C2'的静电电容值分别为168nF和59nF，以及图9C的电容器C1”和C2”的静电电容值分别为113nF和113nF。

图10是示出了图9A所示的谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图。

图11是示出了图9B所示的谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图。

图12是示出了图9C所示的谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图。

从图10至图12可以看出，即便谐振频率(在该示例中为90kHz)由于谐振电路的常量而相同，但谐振电路的阻抗值也是不相同的。在图10中，阻抗值大约为0.6Ω；在图11中，阻抗值大约为1.1Ω；且在图12中，阻抗值大约为2.4Ω。与线圈L1并联连接的电容器的静电电容值越大，谐振点处的阻抗值也就越大。

图13是示出了通过计算机利用传递函数计算谐振电路的阻抗值的方法的电路图。图13中所示的电路示例的电路构造与图9A和图9B中所示的谐振电路的等效电路相同。

参照图13，利用虚线表示的Z1至Z3的阻抗为：

$Z1=\frac{1}{{\mathrm{j\ωC}}_1}\mathrm{.....}\left(2\right)$

$Z2=\frac{1}{{\mathrm{j\ωC}}_2}\mathrm{.....}\left(3\right)$

Z3＝jωL+R .....(4)

这里，由于Z4为：

$Z4=\frac{1}{\frac{1}{Z2}+\frac{1}{Z3}}\mathrm{.....}\left(5\right),$

$Z4=\frac{1}{\frac{1}{j\mathrm{\ω}L+R}+{\mathrm{j\ωC}}_2}\mathrm{.....}\left(6\right)$

因此，由于整个阻抗Z5为Z5＝Z1+Z4，

所以简化后，获得下列式子：

$Z5=-\frac{(C_1+C_2){\mathrm{jL\ω}}^2+(C_1+C_2)R\mathrm{\ω}-j}{{\mathrm{LC}}_1{C}_2{\mathrm{\ω}}^3-{\mathrm{jRC}}_1{C}_2{\mathrm{\ω}}^2-C_1\mathrm{\ω}}\mathrm{.....}\left(8\right).$

通过根据式子(8)获得虚部变为0的点(谐振点)的阻抗，可以获得图13的谐振电路的模拟结果。

然而，在电力供给时，当与谐振电路的线圈并联连接的电容器的静电电容值增大时，电力供给时次级侧的阻抗值变大，出现的问题在于施加在次级侧负载两端的电压增加。

在电力供给时，对于初级侧线圈和次级侧线圈之间的效率最佳阻抗值由线圈的自感、Q值和耦合系数决定。作为示例，图14示出了耦合系数和阻抗之间的关系。

考虑上述内容时，如果线圈尺寸、初级侧和次级侧之间的线圈间距离被确定至某一程度，以及此外，如果确定了次级侧的目标阻抗值，则自动确定电容器的连接形式，即谐振电路的构造和常量。

图15A、图15B和图15C是示出了电容器相对于谐振电路线圈的连接形式的示例的电路图。

电容器相对于谐振电路线圈，具有三种连接形式：

(1)与线圈串联连接(图15A)，

(2)与线圈并联连接后进行串联连接(图15B)，

(3)与线圈并联连接(图15C)，并且

可根据情况采用任一电路构造。

检测Q值时，谐振点处的阻抗具有与图12所示的曲线图的耦合系数为0时相同的值。在上述(1)时，阻抗为最小值；在上述(3)时，阻抗为最大值；在上述(2)时，阻抗为介于它们之间的中间值。

因此，存在这样的问题，即，电力供给时谐振电路的最佳构造和测量Q值时谐振电路的最佳构造不一定互相匹配。

第一实施方式的构造示例

电容器和开关的构造示例

因此，提出了一种在电力供给时和在通过测量Q值检测异物时切换谐振电路的构造(常量)的技术。

图16是示出了根据本发明第一示例性实施方式的电力接收装置(次级侧)的内部构造示例的主要部分的框图，该电力接收装置执行电力供给时和Q值测量时的谐振电路的构造(常量)的切换。

根据本实施方式的电力接收装置30A与图6所示的电力接收装置30的不同之处在于，为谐振电路增设了电容器32'和电容器33'，并且为其增设了第三开关43'，而其他部分与图6的相同。因此，根据需要，针对这些类似之处可以参照图6。第三开关40至43及43'在电力供给时处于断开状态，并被视为开路，因此不必担心在电力供给时会施加不利影响。

电容器32'与电容器32并联连接。当第三开关40和41闭合时，电容器33'与电容器33串联连接。第三开关43'连接于电容器32'和接地端之间，对于第三开关43'，可以使用晶体管、MOSFET等。第三开关41和43'是电路切换单元的示例。

第三开关的开关在测量Q值时同时接通。电容器32'与电容器32并联，在测量Q值时通过闭合第三开关43使与次级侧线圈31并联的静电电容值增加，并使谐振电路的谐振点处的阻抗增加。通过如上所述增加谐振点处的阻抗，可以使在测量Q值检测到的AC电压的幅值水平保持较高，从而导致改善的SN比。

电容器32可以存在或可以不存在(在电力供给时可以是串联谐振电路)，这并不重要。

此外，电容器33'与电容器33串联连接，并在电力供给时使与次级侧线圈31串联的静电电容值减小。通过使与次级侧线圈31串联的静电电容值在测量Q值时减小，可以使谐振点的频率增加。

结果，可以恢复由于测量Q值时使与次级侧线圈31并联的静电电容值增加而变低的谐振频率。此外，如上所述，在电力供给时频率具有较低Q值的频率的情况下，可以在测量Q值时使频率增加。

对于电力接收装置30A的Q值测量电路，可以使用图6所示的Q值测量电路60的构造。Q值测量电路60对彼此串联连接的电容器33和33'两端的电压(电压V1')进行测量，也就是，谐振电路的V1'的点或节点处的电压(电压V1')和V2的点或节点处的电压(V2)。

如上所述，通过适当在第三开关40至43及43'之间切换，可以防止由次级侧的AC电源输出的用于测量Q值的测量信号(正弦波信号)干扰从初级侧供给的电力供给信号，并可以计算出高度准确的Q值。

而且，通过使电力供给时的谐振电路的构造以及通过测量Q值检测金属异物时的谐振电路的构造都为最佳构造(常量：静电电容值)，在不使电力供给性能劣化的情况下可以提高金属异物的检测精度。

此外，即便电力供给不是从电力输送侧至电力接收侧执行，也可执行对存在于电力输送侧和电力接收侧之间的金属异物的检测，并在通过测量Q值检测金属异物时切换谐振电路的构造，从而提高检测精度。因此，在通过测量Q值检测金属异物时，选择与电力供给时不同的频率，并提供至谐振电路，以使得能够通过测量Q值检测金属异物，而不再取决于线圈直径和无线电力供给方法(耦合系数的大小)，比如电磁感应法和磁场谐振法的情况下。

在图16的示例中，已经对从电力供给转换至测量Q值时，切换谐振电路的电路构造，并使谐振频率增加的情况进行了描述。通过图1至图3可以理解，在谐振频率较高的情况下，可以将该谐振频率降至Q值变为最大值所处的频率，且可以进行Q值测量。

此外，在图16的示例中，已经对从电力供给转换至测量Q值时，改变与谐振电路的线圈并联或串联的电容值(静电电容分量)的情况进行了描述。然而，只可以改变与线圈并联的电容(例如增加)或只可以改变与线圈串联的电容(例如减小)。为了改变电容，电容器可以切换至另一个电容器以改变电容。

在该实施方式中，电容器相对于谐振电路的线圈的连接形式可以适用于下列任一种情况：

(1)与线圈串联连接，

(2)并联连接后与线圈串联连接，

(3)与线圈并联连接。

在不在测量Q值时谐振电路的电容器仅处于上述(3)的与线圈并联连接的情况下，例如当不存在相对于图16的次级侧线圈31的电容器33且仅并联连接电容器32时，在第三开关闭合的情况下，仅电容器33'与并联连接的谐振电路的次级侧线圈31和电容器串联连接。

无线电力输送系统的整体控制

这里，将给出根据本发明第一实施方式的非接触式电力输送系统的整个控制过程的描述。

图17是示出了由电力输送装置10(参见图5)和电力接收装置30A(参见图16)构成的非接触式电力输送系统进行电力供给时的处理的流程图。

首先，当启动电力输送装置10(初级侧)并将电力接收装置30A(次级侧)置于电力输送装置10附近时，在电力输送装置10和电力接收装置30A之间进行协商(negotiate)。在电力输送装置10和电力接收装置30A相互识别后，开始供电。供电开始时，电力输送装置10或电力接收装置30A进行Q值测量。确定Q值测量的计数是否为一(步骤S1)。

作为示例，紧接在接通电力输送装置10或电力接收装置30A的电源之后，每个设备确定这是否是第一次Q值测量。可替换地，作为协商的结果，当电力输送装置10根据电力接收装置30A的标识(ID)信息识别出电力接收装置30A是第一通信方时，电力输送装置10确定这是第一次Q值测量。可替换地，在协商时，电力输送装置10可以从电力接收装置30A接收由电力接收装置30A算出的Q值测量计数的结果，并获知Q值测量的计数。

作为另一个示例，可以根据自前次Q值测量所经过的时段确定所计算的Q值测量计数。电力输送装置10(和电力接收装置30A)包括时钟单元(未示出)。当进行Q值测量时，电力输送装置10(和电力接收装置30A)将测量出的Q值以与先前的测量时间相关联的方式存储在存储器24(和存储器48)中。然后，通过将Q值测量时间与当前Q值测量时间相比较，如果时间差超过特定值，则电力输送装置10(和电力接收装置30A)确定这是第一次Q值测量。例如伴随有扫频的Q值测量被定义为第一次测量，并根据该测量计算计数。可以在先前的Q值测量时启动时钟单元的计时器功能，并根据计时器所经过的时段确定Q值测量。

然后，在第一次Q值测量的情况下，电力接收装置30A使用多个频率(扫频测量)用于由AC电源50输出的待测的测试信号(正弦波)，并获得所获得的多个次级侧Q值之中的最高Q值(步骤S2)。当Q值为存储器48中的最大值时，电力接收装置30A存储测试信号的频率。稍后将详细描述步骤S2的过程。

为了测量Q值，需要将谐振频率的正弦波输入至电力接收装置30A。然而，谐振频率根据电力接收装置30A的部件的品质的变化、安装时的线圈和装置内的金属(例如壳体)之间的位置关系的变化、次级侧线圈31周围的环境、金属异物的混入等而发生变化。为此，通过考虑谐振频率的偏移并通过使用某种程度的合适范围(测量范围)内的多个不同频率进行测量(扫频)，需要寻找谐振频率。

关于该扫频，当考虑整个非接触式电力输送系统时，扫频通常在第一次Q值测量时是必要的，但在第二次和以后的测量是可以省略的。在第二次和以后的Q值测量中可以省略扫频的示例包括电力输送装置10和电力接收装置30A之间的位置关系与第一次Q值测量时的位置关系没有很大改变的情况。

另一方面，当在步骤S1的确定过程中Q值测量不是第一次Q值测量时，电力接收装置30A通过利用第一次Q值测量时所获得的频率的测试信号来获得Q值(步骤S3)。稍后将详细描述步骤S3的过程。

电力输送装置10或电力接收装置30A根据次级侧Q值确定是否存在金属异物(步骤S4)。当不可能存在金属异物时，该处理进行至步骤S6。

另一方面，当在步骤S4的确定处理中有存在金属异物的可能性时，则该处理进行至步骤S2，其中电力接收装置30A执行测试信号的扫频，并获得多个次级侧Q值之中的最高Q值。

在完成步骤S2的处理之后，电力输送装置10或电力接收装置30A根据计算获得的次级侧Q值作出金属异物是否存在的判断(步骤S5)。当存在金属异物时，由于处理完成，因此强制完成电力供给并向用户发出警告。电力供给强制结束过程的示例包括电力输送装置10停止电力输送的方法以及即使电力输送装置10进行电力输送，电力接收装置30A也会停止电力接收的方法。

通过利用充入电力存储单元(电容器35)的电力进行步骤S2至S5中的上述Q值测量。例如，在扫频的情况下，在电容器35已充有足以测量一个频率的测试信号的Q值(也就是，电压V1'，V2)的电荷之后，重复下列操作：进行Q值测量；再一次进行充电；以及测量下一频率的测试信号的Q值。

然后，当在步骤S5中不存在金属异物时，使从电力输送装置10至电力接收装置30A的电力供给执行预定时段(步骤S6)。

最后，电力接收装置30A确定电池(负载)(未示出)等是否充满电，并将结果通信至电力输送装置10(步骤S7)。当电池(负载)充满电时，充电过程完成，并且当电池(负载)未充满电时，处理转入步骤S1，并重复上述处理。电池(负载)是否充满电的判定以及通信可以在电力供给期间执行。

如上所述，可以仅在第一次Q值测量时进行扫频，在第二次和以后的Q值测量中，可以通过仅在第一次测量被视为最佳的频率的测试信号来进行Q值测量。然而，当作出的判断为第二次和以后的Q值测量中可能存在金属异物时，由于初级侧线圈和次级侧线圈之间的位置关系改变，所以可能存在频率偏移。因此，再次进行扫频以作出判断。在确定即使进行扫频仍存在金属异物的情况下，强制完成电力供给，并向用户发出警告。该技术使得能够极大缩短Q值测量的时段。

在初级侧，伴随执行扫频的Q值计算的示例

接下来，将对在初级侧伴随进行步骤S2中的扫频的Q值计算的情况进行描述。

由于执行扫频，所以前提是将Q值计算判断为第一次Q值测量。对于本处理，考虑电力输送装置10确定Q值计算为第一次Q值测量的情况，或考虑电力接收装置30A确定Q值计算为第一次Q值测量并将其结果传输至电力输送装置10的情况。

图18是示出了在执行Q值计算的情况下，在初级侧(电力输送装置)反应扫频的处理的流程图。

首先，在完成与电力接收装置30A的主控制单元47的协商之后，电力输送装置10的主控制单元23使电磁波从初级侧线圈15输出至电力接收装置30A，以开始电力输送处理(载波信号的输送)(步骤S11)。电力接收装置30A的主控制单元47从次级侧线圈31接收由电力输送装置10输出的电磁波，并开始电力接收过程(步骤S12)。

当电力输送过程开始时，电力输送装置10的主控制单元23通过通信控制单元25将第一次Q值测量命令传输至电力接收装置30A(步骤S13)。电力接收装置30A的主控制单元47通过通信控制单元49从电力输送装置10接收第一次Q值测量命令(步骤S14)。

图19是根据本发明第一示例性实施方式的非接触式电力输送系统中的操作时间图。

在该实施方式中，执行Q值测量处理的“Q值测量时段(61-1，61-2，61-3)”以及进行诸如电力供给(Q值测量之外)的处理的“电力供给时段(62)”交替地设置。当建立电力输送装置10和电力接收装置30A之间的通信时，电力输送装置10的主控制单元23在上述步骤S13中发出第一次Q值测量命令。作为示例，在第一次Q值测量时段61-1开始时传输第一次Q值测量命令。第一次Q值测量时段被划分为“充电”、“频率f₁处的Q值测量”、“充电”、“频率f₂处的Q值测量”，…，“频率f_n-1处的Q值测量”、“充电”、“频率f_n处的Q值测量”、“充电”以及“与初级侧通信”等多个时段。

电力接收装置30A的主控制单元47以与多个时段相对应的方式接通/断开第一开关38、第二开关39以及第三开关40至43及43'。下面是第一开关38、第二开关39以及第三开关40至43及43'的主要切换定时。

1)第一开关38在Q值测量时段内(给电容器35充电)接通并在该时段之外的其他时段(电力供给时段)内断开

2)第二开关39在Q值测量时段内断开并在该时段之外的其他时段(电力供给时段)内接通，

3)第三开关40至43及43'在Q值测量时段内(具体地，在检测电压V1'、V2时)接通并在该时段之外的其他时段内断开。

当电力接收装置30A的主控制单元47接收到第一次Q值测量命令时，主控制单元47使第一开关38接通，以将整流单元34和电容器35电连接，并将从初级侧接收到的电力充电。此时，第二开关39断开，第一调整器36(即，负载)与电容器35断开(步骤S15)。

接下来，电力接收装置30A的AC电源50在主控制单元47的控制下，输出用于测量的测试信号(正弦波)。将此时的测试信号的频率Freq设置为初始值(f₁)(步骤S16)。

电力输送装置10的主控制单元23停止向电力接收装置30A输送电力(输送载波信号)(步骤S17)。自步骤S11中的电力输送开始直至步骤S17中电力输送停止的等待时段与向电容器35充入至少所需电力(测量一个频率处的Q值所需的电力)所需的时段相同或比它长。

由于电力输送装置10已停止电力输送，所以电力接收装置30A的主控制单元47停止电力接收(步骤S18)。

这里，主控制单元47使第三开关40至43及43'接通(步骤S19)。由于第三开关40接通，所以由AC电源50产生的频率f₁的测试信号通过第三开关40提供给电容器33'的另一端。此外，由于第三开关41接通，电容器33'的另一端与放大器44A的输入端导通，并且由于第三开关42接通，所以电容器33的一端与放大器44B的输入端导通。

然后，主控制单元47使放大器44A、包络检测单元45A和ADC 46A检测电容器33'另一端上的电压V1'，并将电压V1'记录在存储器48中。类似地，主控制单元47使放大器44B、包络检测单元45B和ADC 46B检测电容器33一端上的电压V2，并将电压V2记录在存储器48中(步骤S20)。

在将测试信号的频率为f₁时的电压V1'和V2获得之后，主控制单元47使第三开关40至43及43'断开(步骤S21)。

这里，电力输送装置10的主控制单元23再次开始至电力接收装置30A的电力输送(步骤S22)。从步骤S17中电力输送停止直至步骤S22中电力输送开始的等待时段与至少要检测并记录电压V1'和V2所需的时段相同或比它长。然后，在电力输送装置10的主控制单元23在步骤S22中重新开始至电力接收装置30A的电力输送之后，在用于电容器35充电的等待时段过去，且主控制单元23再次停止电力输送之后，该处理进行至步骤S17。从步骤S22中电力输送开始直至步骤S17中的电力输送停止的等待时段与向电容器35充入至少所需电力所需的时段相同或比它长。

响应于电力输送装置10重新开始电力输送，电力接收装置30A的主控制单元47开始从电力输送装置10接收电力并对电容器35充电(步骤S23)。在为电容器35充电的等待时段内，电力接收装置30A的AC电源50在主控制单元47的控制下，输出下一频率Freq的测试信号。将此时的测试信号的频率Freq设置为f₂。

完成步骤S24的处理之后，在对电容器35充电的等待时段过去且主控制单元47由于电力输送装置10停止电力输送而停止电力接收之后，电力接收装置30A的主控制单元47进行至步骤S18。然后，主控制单元47继续继步骤S19之后的处理，并利用频率f₂的测试信号进行Q值测量以获得电压V1'和V2。

在从步骤S18中电力接收停止直至步骤S23中电力接收开始的时段内(步骤S19至步骤S21)，检测电路的块仅利用充入在电容器35中的电力进行工作。

当用于获得多个频率的各个测试信号的电压V1'和V2的处理完成后，电力接收装置30A的主控制单元47使第一开关38断开，以将电容器35与检测电路断开(步骤S25)。接下来，电力接收装置30A的主控制单元47对AC电源50进行控制以停止输出测试信号(步骤S26)。

然后，电力接收装置30A的主控制单元47对来自电力输送装置10的第一次Q值测量命令作出响应。作为响应，通过利用存储在存储器48中并用于确定金属异物存在与否的阈值获得的测量数据组(Freq，V1，V2)和多个频率的测试信号通过通信控制单元49被发送回电力输送装置10(步骤S27)。

在图18所示的流程图中，当正在给电容器35充电时，使第二开关39断开，并且使第一调整器36(负载)与电容器35断开(参见步骤S15)。可替换地，当正在给电容器35充电时，将电力提供给负载。停止电力供给(给电容器35充电)可以至少处于测量Q值之时(具体地，在检测电压V1'和V2时)。当正在进行通信并正在进行对电容器35充电时，电力供给可以继续或停止。这也适用于图21的流程图(稍后将进行描述)。

在步骤S27的处理之后，电力输送装置10接收来自电力接收装置30A的阈值和测量出的数据组(Freq，V1，V2)，并将该阈值和测量出的数据组存储在存储器24中(步骤S28)。

然后，根据式子(1)，电力输送装置10的计算处理单元23A根据从电力接收装置30A接收到的测试信号的各频率Freq的电压V1'和V2，计算次级侧的Q值，产生频率和Q值表，并将该表存储在存储器24中。测试信号的频率和Q值之间的关系被表达为图20中的曲线图。确定次级侧的最大Q值(Q_Max)(步骤S29)。在图11的示例中，Q值的频率特性曲线的接近本地最大值的频率为f₀的Q值成为Q_Max。

接下来，电力输送装置10的确定单元23B将Q_Max与存储在存储器24中的阈值相比较，以确定Q_Max是否低于阈值(步骤S30)。

当在步骤S30的确定过程中Q_Max低于阈值时，确定单元23B确定存在金属异物(图17中的步骤S5)，并结束处理。另一方面，如果Q_Max不低于阈值，则确定单元23B确定不存在金属异物(图17中的步骤S5)，且处理进行至步骤S6。

例如，在获得的测量结果为不存在金属异物时与存在金属异物时Q值有至少25％的变化量的情况下，作为示例，可以将从存在异物金属时的Q值减去25％的值设置为阈值。关于该阈值，因为Q值的变化量随电力接收装置的构造、环境、待测金属异物的尺寸和类型等发生变化，所以优选的是根据测量目标适宜地设定阈值。

在初级侧进行第二次以后的Q值计算的示例

接下来，将对在初级侧进行第二次以后的Q值计算(步骤S3中的处理)的情况进行描述。在该示例中，将描述执行进行扫频之后的第二次Q值测量的情况。同样也适用于第三次以后的Q值测量。

图21是示出了在初级侧(电力输送装置)进行Q值计算的情况下的处理的流程图。

图21的步骤S41至步骤S55的处理对应于图18的步骤S11至步骤S26(不含步骤S24)的处理。下文中，将主要描述图18和图21之间的区别。

当在步骤S41和步骤S42中开始电力输送过程时，电力输送装置10的主控制单元23通过通信控制单元25向电力接收装置30A传输第二次Q值测量命令(步骤S43)。电力接收装置30A的主控制单元47通过通信控制单元49接收来自电力输送装置10的第二次Q值测量命令(步骤S44)。

作为示例，在第二次Q值测量时段开始时传输第二次Q值测量命令(参见图19)。将第二次Q值测量时段划分为四个时段，即“充电”、“频率f₀处的Q值测量”、“充电”以及“与初级侧通信”。电力接收装置30A的主控制单元47使第一开关38、第二开关39以及第三开关40至43及43'以与这四个时段相对应的方式接通/断开。

当电力接收装置30A的主控制单元47接收第二次Q值测量命令时，主控制单元47使第一开关38接通，以使得电容器35连接至检测电路并被充电。此时，主控制单元47使第二开关39断开，以使得第一调整器36(即负载)与电容器35断开(步骤S45)。

接下来，电力接收装置30A的AC电源50在主控制单元47的控制下输出用于测量的测试信号(正弦波)。当在先前的扫频过程中获得最大Q值(Q_Max)时，将此时测试信号的频率Freq设置为频率f₀(≈谐振频率)(步骤S46)。

电力输送装置10的主控制单元23停止向电力接收装置30A输送电力(输送载波信号)(步骤S47)。从步骤S43中的电力输送开始直至步骤S47中的电力输送停止的等待时段与向电容器35充入至少所需电力(进行一个频率的Q值测量所需的电力)所需的时段相同或比它长。

由于电力输送装置10已停止电力输送，所以电力接收装置30A的主控制单元47停止电力接收(步骤S48)。

这里，主控制单元47使第三开关40至43接通(步骤S49)。然后，主控制单元47检测电容器33'的另一端上的电压V1'，将电压V1'记录在存储器48中，并类似地检测电容器33的一端上的电压V2，并将电压V2记录在存储器48中(步骤S50)。在获得测试信号的频率为f₀时的电压V1'和V2之后，主控制单元47使第三开关40至43及43'断开(步骤S51)。

这里，电力输送装置10的主控制单元23再次开始至电力接收装置30A的电力输送(步骤S52)。从步骤S47中的电力输送停止直至步骤S52中的电力输送开始的等待时段与至少要检测并记录电压V1'和V2所需的时段相同或比它长。在图18中，在重新开始至电力接收装置30A的电力输送之后，在对电容器35充电的等待时段过去之后再次停止电力输送。然而，在该示例中，由于足以获得测试信号的频率为f₀时的测量数据，所以不进行第二次电力输送停止。

响应于电力输送装置10重新开始电力输送，电力接收装置30A的主控制单元47开始从电力输送装置10接收电力并为电容器35充电(步骤S53)。

在图9A、图9B和图9C中，在为电容器35充电的等待时段内，执行下一个频率Freq(f₂)处的测试信号(参见步骤S24)的输出；然而，在该示例中，不执行测试信号的输出。

在完成用于获得测试信号的频率为f₀时的电压V1'和V2的处理的情况下，电力接收装置30A的主控制单元47使第一开关38断开，以将电容器35与检测电路断开(步骤S54)。接下来，电力接收装置30A的主控制单元47对AC电源50进行控制以停止测试信号的输出(步骤S55)。

然后，电力接收装置30A的主控制单元47对来自电力输送装置10的第二次Q值测量命令作出响应。作为响应，主控制单元47通过通信控制单元49将存储在存储器48中并用于确定金属异物存在与否的阈值以及测试信号的频率为f₀时的测量数据组(f₀，V1'，V2)发送回电力输送装置10(步骤S56)。

电力输送装置10接收来自电力接收装置30A的阈值和测量的数据组(f₀，V1'，V2)，并将该阈值和测量的数据组存储在存储器24中(步骤S57)。

然后，电力输送装置10的计算处理单元23A根据从电力接收装置30A所接收到的频率为f₀的测试信号下所获得的电压V1'和V2依据式子(1)，计算次级侧的Q值(步骤S58)。

接下来，电力输送装置10的确定单元23B将算出的次级侧的Q值与存储在存储器24中的扫频时的Q_Max相比较，以确定Q值是否落在Q_Max的预定范围内。作为具体示例，确定Q值是否比Q_Max低X％(步骤S59)。也就是，先前扫频时的Q_Max被用作标准Q值以检测金属异物。

在步骤S59的确定过程中，当Q值比Q_Max低X％以上时，确定单元23B确定可能存在金属异物(图17中的步骤S4)，且该处理进行至步骤S2。另一方面，当Q值不比Q_Max低X％时，确定单元23B确定不存在金属异物(图17中的步骤S4)，且该处理进行至步骤S6。

在该确定过程中，当Q值比Q_Max低X％以上时，确定金属异物可能“存在”的原因在于，如已描述的，由于初级侧线圈和次级侧线圈之间的位置关系改变，使得可能会出现频率偏移。也就是，在第二次Q值测量时，该频率可能从第一次Q值测量(扫频)时获得的谐振频率f₀偏移。因此，Q值的值在通过第一次Q值测量(扫频)所获得的谐振频率f₀的Q值(Q_Max)和利用谐振频率f₀的第二次Q值测量之间可能会明显不同。

因此，当在第二次Q值测量中Q值比Q_Max低X％以上时，确定可能存在金属异物，且该处理进行至再次进行扫频处理的步骤S2，以使得更确定地判定金属异物存在与否。

变型例

在次级侧进行Q值计算的示例

在图18和图21的示例中，将用于确定金属异物存在与否的阈值和测试信号的频率为f₀时的测量数据组(f₀，V1'，V2)从电力接收装置30A(次级侧)传输至电力输送装置(初级侧)10。然后，在电力输送装置10中，根据测量的数据组中的电压V1'和V2计算Q值，并将Q值与阈值进行比较以确定金属异物存在与否。

然而，电力接收装置30A可以根据测试信号的频率为f₀时的测量数据组(f₀，V1'，V2)来测量Q值，并可以将该Q值与阈值进行比较，以确定金属异物存在与否。也就是，仅仅将金属异物存在与否的确定结果从电力接收装置30A传输至电力输送装置10。

如图18所示，当电力输送装置10(初级侧)计算Q值并确定金属异物存在与否时，具有电力接收装置30A(次级侧)不需要具有计算处理单元和确定单元的硬件的优点。例如，有望使用作电力接收装置30A的便携式设备的尺寸减小、重量减轻以及成本降低。

另一方面，当电力接收装置30A计算Q值并确定金属异物存在与否时，电力接收装置30A必须具有计算处理单元和确定单元的硬件。然而，由于仅向电力输送装置10发送关于金属异物存在或金属异物不存在的确定结果的信息，因此信息量较少，有望缩短通信时段。

2、第二实施方式

图22是示出了根据本发明第二示例性实施方式的电力输送装置(初级侧)的内部构造的示例的主要部分的框图，该电力输送装置在电力供给时的谐振电路的构造(常量)与Q值测量时的谐振电路的构造(常量)之间进行切换。

在根据本实施方式的电力输送装置10A中，与电力接收装置30A(参见图6)的谐振电路相同的构造应用于图5所示的电力输送装置10。也就是，构成电力输送装置10A的谐振电路的电容器72、72'、73和73'与构成电力接收装置30A的谐振电路的电容器32、32'、33和33'相对应。

用于电力接收装置30A的第三开关40至43和43'连接至该谐振电路，而且第三开关40至42也连接至Q值测量电路20'。

与Q值测量电路20相比，Q值测量电路20'包括AC电源(振荡电路)、电阻元件以及图6所示的放大器(省略其所有说明)，并通过第三开关40向电容器73的一端提供交流信号(正弦波)。第三开关41和42分别连接至Q值测量电路20'的整流单元21A和21B。

Q值测量电路20'(主控制单元23)控制第三开关40至43和43'的接通/断开，以在电力供给时与Q值测量时之间切换谐振电路的构造，并且Q值测量电路20'在电力供给时测量电压V1'和电压V2。

信号源11包括电力供给控制单元11A，其输出用于控制交流信号产生的控制信号；以及电力输送驱动器11B，其根据电力供给控制单元11A的控制信号，产生并输出指定频率的交流信号。在至少非Q值测量时间的时间，电力供给控制单元11A和电力输送驱动器11B通过谐振电路的初级侧线圈71将交流信号输出至外界。

当使设置在电力输送装置中的第三开关和Q检测测量电路工作时，对于用于其的电源，可以使用由信号源11输出的交流信号或电力输送装置中包括的电池(未示出)的存储电力等。

图23是示出了当使电力输送装置10A的第三开关接通以及断开时谐振电路的构造的等效电路图。

在本示例性实施方式中，第三开关在电力供给时断开，初级侧线圈71以及电容器72和73构成谐振电路(图23中的上部)。

另一方面，第三开关在Q值测量时接通，电容器72'进一步并联连接至与初级侧线圈71并联的电容器72，以及电容器73'进一步连接至与初级侧线圈71串联的电容器73(图23中的下部)。

通过假设上述8匝线圈用于初级侧线圈71，当第三开关40至43及43'被接通以及断开时，计算谐振电路的常量。

当第三开关40至43及43'断开时，得出的结果是谐振电路的谐振频率为121.6kHz，谐振电路在谐振点的阻抗为0.7Ω，且Q值为50。用于试算的条件是：AC电压的幅值为0.1V，谐振电路的初级侧线圈71的自感为14.3μH，有效电阻分量r1的电阻值为0.6Ω，电容器72和73的静电电容值分别为10nF和110nF。

另一方面，当第三开关40至43及43'接通时，得出的结果是谐振电路的谐振频率为227.5kHz，谐振电路在谐振点的阻抗为8.3Ω，且Q值为82。

电容器72'和73'的静电电容值分别为15nF和10nF，其他条件与上述条件相同。

在本实施方式中，与第一实施方式类似，通过适当地切换第三开关40至43及43'，可以防止由次级侧的AC电源输出的用于测量Q值的测量信号(正弦波信号)干扰从初级侧供给的电力供给信号，并可以计算出高度准确的Q值。

而且，通过使电力供给时的谐振电路的构造以及通过测量Q值检测金属异物时的谐振电路的构造成为最佳构造(常量：静电电容值)，在不劣化电力供给性能的情况下，可以提高金属异物的检测精度。

此外，与第一实施方式类似，不限于磁场谐振法，第二实施方式还可应用于耦合系数k较高且Q值最小的电磁感应法。

同样，在本实施方式中，第二实施方式可以应用于电容器与谐振电路线圈的连接形式为(1)与线圈串联连接；(2)并联连接后与线圈串联连接；(3)与线圈并联连接的所有情况。

在图16、图22和图23的示例中，通过切换谐振电路的电路构造，谐振电路的谐振频率增加，同样还使阻抗增加。与之相比，如图9A、图9B和图9C至图12所示，在不改变谐振电路的谐振频率的情况下，仅可以改变谐振电路的阻抗。

此外，在图16、图22和图23的示例中，对改变构成谐振电路的电容器的电容的情况进行了描述。可替换地，可以改变构成谐振电路的线圈的自感。

在这种情况下，例如，通过将抽头线圈用于线圈，切换抽头或在主控制单元23的控制下电路切换单元在电力供给时和Q值测量时之间选择抽头，并由此改变实质构成谐振电路的线圈，来改变谐振电路的线圈的自感。可替换地，线圈本身可以切换至另一个线圈。

3、其他

第一实施例

在上述第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中，Q值测量电路60(计算处理单元47A)和Q值测量电路20'(计算处理单元23A)根据谐振电路的电容器与线圈间的电压V1'和线圈两端的电压V2获得Q值。在本示例性实施方式中，根据半功率带宽法获得Q值。

在半功率带宽法中，在构造串联谐振电路的情况下，利用下列式子(9)根据频带(频率为f1至f2)获得Q值，该频带处的阻抗为谐振频率f0时的阻抗(Zpeak)的绝对值的√2倍，如图24的曲线图所示。

$Q=\frac{f_0}{f_2-f_1}\mathrm{.....}\left(9\right)$

此外，在构造并联谐振电路的情况下，如图25的曲线图所示，利用式子(9)根据频带(频率f1至f2)获得Q值，该频带处的阻抗为谐振频率f0时的阻抗(Zpeak)的绝对值的1/√2倍。

第二实施例

与第一示例性实施方式和第二示例性实施方式不同，本示例性实施方式是计算处理单元47A和23A根据谐振电路的阻抗的实部分量与虚部分量的比值计算Q值的实施例。在该实施例中，通过利用自动平衡桥电路和矢量比检测单元获得阻抗的实部分量和虚部分量。

图26是用于基于阻抗的实部分量和其虚部分量的比值计算Q值的自动平衡桥电路的电路图。

图26所示的自动平衡桥电路90的构造与常用的反相放大电路相同。线圈92连接至反相放大器93的反相输入端(-)，其同相输入端(+)接地。然后，反馈电阻元件94将来自反相放大器93的输出端的负反馈施加至反相输入端(-)。此外，自动平衡桥电路90将向线圈92输入交流信号的AC电源91的输出(电压V1)以及反相放大器93的输出(电压V2)输入到矢量比检测单元95。线圈92与图16的次级侧线圈31或图22的初级侧线圈71相对应。

自动平衡桥电路90以反相输入端(-)的电压由于负反馈的作用通常为零的方式工作。此外，因为反相放大器93的输入阻抗较大，所以几乎所有经由AC电源91流至线圈92的电流都流至反馈电阻元件94。结果，施加至线圈92的电压变为与AC电源91的电压V1相同，同样，反相放大器93的输出电压变为流过线圈92的电流I和反馈电阻值Rs的乘积。反馈电阻值Rs是常用的参考电阻值。因此，检测电压V1和电压V2并计算其比值时，获得阻抗。为了获得电压V1和电压V2作为复数，矢量比检测单元95使用AC电源91的相位信息(短虚线)。

在该示例中，通过使用这种自动平衡桥电路90、矢量比检测单元95等，获得谐振电路的阻抗Z_L的实部分量R_L和其虚部分量X_L，并根据其比值获得Q值。下列式子(10)和式子(11)是示出获得Q值的过程的计算式。

$Z_L=R_L+{\mathrm{jX}}_L=\frac{V1}{I}=\frac{V1}{V2}Rs\mathrm{.....}\left(10\right)$

$Q=\frac{X_L}{R_L}\mathrm{.....}\left(11\right)$

在第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中，已通过假设磁场谐振法的非接触式电力输送系统进行了描述。然而，如已描述的，本发明并不限于磁场谐振法，还可用于耦合系数k较高而Q值最小的电磁感应法。

此外，电力接收装置可以包括电力输送单元，并且可以通过次级侧线圈以非接触的方式将电力输送至电力输送装置。可替换地，电力输送装置可以包括负载，并且可以通过电力输送线圈以非接触的方式接收来自电力接收装置的电力。

此外，在第一实施方式中，已对通过利用充入电力接收装置30A的电容器35中的较小电力进行Q值测量的示例进行了描述。可替换地，由于在电力供给时和Q值测量时之间切换谐振电路的构造就足够了，因此可以通过利用电池的电力来进行Q值测量。在这种情况下，电容器35不是必要的。

此外，在第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中，对谐振频率下的Q值进行测量。然而，测量Q值所处的频率没有必要与谐振频率相一致。即便在通过利用与谐振频率偏移容许范围的频率对Q值进行测量的情况下，使用本发明的技术可以提高对存在于电力输送侧和电力接收侧之间的金属异物检测的精度。

此外，随着诸如金属等的导体接近初级侧线圈或次级侧线圈，不仅Q值改变，L值也改变，且谐振频率发生偏移。通过同时使用由于L值和Q值改变导致的谐振频率的偏移量，可以检测电磁耦合状态。

此外，当金属异物夹杂在初级侧线圈和次级侧线圈之间时，耦合系数k值也发生改变。为了检测电磁耦合状态，可以同时使用耦合系数k值和Q值的变化。

此外，在本发明的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中，已给出了不具有芯的线圈作为初级侧线圈和次级侧线圈的描述。可替换地，可以采用被构造为缠绕在具有磁体的芯上的线圈。

此外，在本发明的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中，已对移动电话应用于次级侧的便携式设备的示例进行了描述。不限于该示例，该移动电话可以应用于需要电力的各种便携式设备，比如便携式音乐播放器或数码相机。

本发明可以采用下列构造。

[1]一种以无线方式接收来自能量发送器的能量的能量接收器，所述能量接收器包括：谐振电路，所述谐振电路包括至少电感器、第一电容器以及第二电容器；以及Q值电路，所述Q值电路连接至所述谐振电路，所述Q值电路被构造为获取在所述谐振电路的第一节点获得的第一电压以及在所述谐振电路的第二节点获得的第二电压，其中，所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述第一节点和所述第二节点之间。

[2]根据上述[1]所述的能量接收器，其中，所述Q值电路包括：计算部，所述计算部基于所述第一电压和所述第二电压计算Q值，所述Q值是所述第一电压与所述第二电压的比值；以及控制部，所述控制部比较所述Q值与阈值，以确定在空间中是否存在影响能量无线接收的异物。

[3]根据上述[1]所述的能量接收器，进一步包括：切换部，所述切换部具有多个开关以选择性地将所述谐振电路连接至所述Q值电路，其中，所述Q值电路包括控制部，所述控制部被构造为控制所述切换部，以使得所述能量接收器在与获取所述第一电压和所述第二电压的时间不同的时间接收电力，并且所述Q值电路被构造为检测至少所述电感器的电磁耦合状态。

[4]根据上述[3]所述的能量接收器，其中：所述切换部能够被操作为切换至所述谐振电路的静电电容值减小的状态。

[5]根据上述[3]所述的能量接收器，其中：所述能量接收器被构造为从第一谐振频率切换至第二谐振频率，并增加所述谐振电路的阻抗。

[6]根据上述[3]所述的能量接收器，其中：所述电感器是抽头线圈，并且所述切换部被构造为选择所述抽头线圈的抽头。

[7]根据上述[3]所述的能量接收器，进一步包括：第三电容器和第四电容器，其中，所述第三电容器与所述电感器耦接，所述第四电容器耦接在所述电感器和所述第三电容器中的第一端与地电位之间。

[8]根据上述[7]所述的能量接收器，其中：所述切换部的多个开关包括第一开关和第二开关，所述第一开关耦接至第三电容器和地电位，并且所述第二开关耦接在第四开关和地电位之间。

[9]根据上述[7]所述的能量接收器，其中：所述切换部能够被操作为切换至所述谐振电路的静电电容值增加的状态。

[10]一种检测空间中是否存在影响从发射器至接收器的电力无线输送的异物的方法，所述方法包括：接收来自谐振电路的电能，所述谐振电路具有至少电感器、第一电容器以及第二电容器；以及获取在所述谐振电路的第一节点获得的第一电压以及在所述谐振电路的第二节点获得的第二电压，其中，所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述第一节点和所述第二节点之间。

[11]根据上述[10]所述的方法，进一步包括：将所述第一电压和所述第二电压的比值与阈值比较，以确定空间中是否存在影响电力无线输送的异物。

[12]根据上述[11]所述的方法，进一步包括：基于比值与阈值的所述比较的结果，控制电力的无线输送。

[13]一种以无线的方式将能量发送至能量接收器的能量发送器，所述能量发送器包括：谐振电路，所述谐振电路具有至少电感器、第一电容器以及第二电容器；以及Q值电路，所述Q值电路连接至所述谐振电路，并且所述Q值电路被构造为确定在第一节点获得的第一电压相对于在第二节点获得的第二电压的关系，其中，所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述第一节点和所述第二节点之间。

[14]根据上述[13]所述的能量发送器，其中，所述Q值电路包括被构造为对第一电压和第二电压的关系与阈值进行比较以确定异物是否影响无线输送能量的接收的控制部。

[15]根据上述[13]所述的能量发送器，进一步包括：切换部，所述切换部具有多个开关以选择性地将所述谐振电路连接至所述Q值电路，其中，所述Q值电路包括控制部，所述控制部被构造为控制所述切换部，以使得能量输送在非获得第一电压和第二电压的时间进行。

[16]根据上述[13]所述的能量发送器，进一步包括：耦接至所述电感器的第三电容器和第四电容器，其中，所述切换部包括第一开关和第二开关，所述第一开关设置在所述第三电容器和地电位之间，所述第二开关设置在第四电容器和地电位之间。

[17]一种检测空间中影响无线电力输送的异物的检测装置，所述检测装置包括：用于确定在第一节点获取的第一电压相对于在第二节点获取的第二电压的关系的电路，其中，所述电路连接至具有至少电感器、第一电容器以及第二电容器的谐振电路，所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述第一节点和所述第二节点之间。

[18]一种无线电力输送系统，包括：输送电力的发射器；以及接收由所述发射器输送的电能的接收器，其中所述发射器和所述接收器之一包括：谐振电路，所述谐振电路包括至少电感器、第一电容器以及第二电容器；以及Q值电路，所述Q值电路连接至所述谐振电路，所述Q值电路被构造为确定在第一节点获得的第一电压以及在第二节点获得的第二电压的关系，其中，所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述第一节点和所述第二节点之间。

[19]一种在发射器和接收器之间进行无线电力输送的方法，所述方法包括：通过谐振电路以无线方式接收来自发射器的电力；通过Q值电路获取分别在谐振电路的第一节点和第二节点的第一电压和第二电压，所述第一电压和所述第二电压用于确定空间中是否存在影响无线电力输送的异物；以及控制Q值电路和谐振电路之间的切换部，以使得电力输送发生在与获取所述第一电压和所述第二电压时不同的时间。

[20]根据上述[19]所述的方法，其中：所述谐振电路包括电感器和第一电容器，所述第一节点和所述第二节点定位在至少第一电容器的两端。

[21]一种检测装置，包括：谐振电路，所述谐振电路包括至少线圈和电容器；检测单元，所述检测单元被构造为测量所述谐振电路的Q值；电路切换单元，所述电路切换单元被构造为在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造；以及控制单元，被构造为控制所述电路切换单元的切换。

[22]根据上述[21]所述的检测装置，其中，所述检测单元测量所述谐振电路的Q值并检测所述线圈与外界的电磁耦合状态。

[23]根据上述[22]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造，并改变所述谐振电路的谐振频率。

[24]根据上述[22]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造，改变所述谐振电路的谐振频率，并增加所述谐振电路的谐振频率处的阻抗。

[25]根据上述[22]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造，并增加所述谐振电路的谐振频率处的阻抗。

[26]根据上述[23]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时，改变所述谐振电路的静电电容元件的静电电容值。

[27]根据上述[26]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时，改变与所述谐振电路的线圈并联和串联的静电电容元件的静电电容值。

[28]根据上述[26]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时，改变与所述谐振电路的线圈并联的静电电容元件的静电电容值。

[29]根据上述[26]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时改变与所述谐振电路的线圈串联的静电电容元件的静电电容值。

[30]根据上述[27]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时增加与所述线圈并联的静电电容元件的静电电容值。

[31]根据上述[27]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时减小与所述线圈串联的静电电容元件的静电电容值。

[32]根据上述[26]所述的检测装置，其中，所述电路切换单元在测量Q值时，切换所述谐振电路的线圈的自感。

[33]根据上述[32]所述的检测装置，其中：所述线圈是抽头线圈，所述电路切换单元选择所述抽头线圈的抽头。

[34]根据上述[26]所述的检测装置，其中，以所述电容器与所述线圈串联连接的方式构造所述谐振电路。

[35]根据上述[26]所述的检测装置，其中，以所述电容器与所述线圈并联连接的方式构造所述谐振电路。

[36]根据上述[26]所述的检测装置，其中，以所述电容器与所述线圈并联连接，且另一个电容器与所述线圈串联连接的方式构造所述谐振电路。

[37]一种电力接收装置，包括：被构造为接收电力的线圈；具有至少线圈和电容器的谐振电路；被构造为测量所述谐振电路的Q值的检测单元；构造为在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造的电路切换单元；以及被构造为控制所述电路切换单元进行的切换的控制单元。

[38]一种电力输送装置包括：被构造为输送电力的线圈；具有至少线圈和电容器的谐振电路；被构造为测量所述谐振电路的Q值的检测单元；被构造为在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造的电路切换单元；以及被构造为控制所述电路切换单元进行的切换的控制单元。

[39]一种非接触式电力输送系统包括：被构造为以无线的方式输送电力的电力输送装置；以及被构造为接收来自所述电力输送装置的电力的电力接收装置，其中所述电力输送装置或所述电力接收装置包括具有至少线圈和电容器的谐振电路，所述线圈用于电力输送或电力接收；被构造为测量所述谐振电路的Q值的检测单元；被构造为在电力供给时和Q值测量时之间切换所述谐振电路的电路构造的电路切换单元；以及被构造为控制所述电路切换单元进行的切换的控制单元。

[40]一种检测方法，包括：在Q值测量时，谐振电路的电路构造从电力供给时的电路构造切换，所述谐振电路包括至少线圈和电容器，所述谐振电路包括在构成非接触式电力输送系统的电力输送装置或电力接收装置中；以及在切换所述谐振电路的电路构造之后，对所述谐振电路的Q值进行测量。

上述示例性实施方式中的一系列处理可由硬件执行，也可以由软件执行。当用软件执行一系列处理时，可以通过构成软件的程序安装在专用硬件中的计算机或通过用于执行各种处理的程序的计算机来执行。例如，可以将构成所需软件的程序安装在通用个人计算机中，由此执行该程序。

此外，可以将其上记录有用于实现上述实施方式的功能的软件程序代码的记录介质提供给系统或装置。此外，当系统或装置的计算机(或控制设备，比如CPU)读取存储在记录介质上的程序代码并执行程序代码时，当然可以实现这些功能。

对于这种情况下用于提供程序代码的记录介质，例如，可以使用软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡或ROM。

此外，通过执行由计算机读取的程序代码来实现上述实施方式的功能，另外，运行在计算机上的OS等根据程序代码的指令执行实际处理的一部分或全部。还包括实现上述实施方式的功能的处理的情况。

在本说明书中，描述时间顺序处理的处理步骤可以包括根据写入的顺序以时间顺序执行的处理，以及并行或单独执行的处理(例如，并行处理或基于对象的处理)，该处理不必按时间顺序来执行理。

如上所述，本发明不限于上述实施方式。当然，在不背离权利要求描述的主旨的前提下，可以构造其他各种修改以及应用例。

也就是说，由于上述实施方式是本发明的优选示例，添加了各种技术上优选的限制。然而，本发明的技术范围不限于这些实施方式，除非在下列描述中另外说明限制本发明。例如，在前述描述中给出的所用的材料、所用的量、处理时段、处理顺序、参数的数值条件等仅是优选示例，用于在每幅图中进行描述的尺寸，形状和构造关系是近似的。

本发明包含于2011年7月25日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-162589中公开的相关主题，其全部内容通过引证结合于本申请中。

本领域技术人员应当理解，根据设计需要和其他因素，可以有各种改变、组合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求及其等同替换的范围。