特開 2023-71313 光無線給電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023071313

(43)【公開日】2023-05-23

(54)【発明の名称】光無線給電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/90 20160101AFI20230516BHJP

   H02J 50/30 20160101ALI20230516BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20230516BHJP

   B60L 53/10 20190101ALI20230516BHJP

   B60L 53/35 20190101ALI20230516BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20230516BHJP

   B60L 5/00 20060101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

H02J50/90

H02J50/30

H02J50/80

B60L53/10

B60L53/35

B60M7/00 X

B60L5/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021183989

(22)【出願日】2021-11-11

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100081433

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 章夫

(72)【発明者】

【氏名】後藤 旬

【テーマコード（参考）】

5H105

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H105AA01

5H105BA09

5H105BB05

5H105CC07

5H105DD10

5H105EE13

5H105EE19

5H105GG05

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC25

5H125BE02

5H125DD02

5H125EE51

5H125FF15

(57)【要約】

【課題】発光器を備える送電装置と、受光して電力を出力する受光器を備える受電装置とで構成される光通信給電装置における給電効率を高める。
【解決手段】光を出射する発光器１１を備える送電装置１と、出射された光を受光して電力を出力する受光器２１を備える受電装置２とで構成される光通信給電装置であり、受電装置２は、受光器２１の受光面の傾きを変化制御する受電制御手段２２を備える。受光器２１は２軸傾動台３（３Ｒ）に固定され、受電制御手段２２は受光器２１の出力電力を検出し、その偏りに基づいて２軸傾動台３を制御して受光器２１を傾動する。受光器２１は傾動されたときに最大受光感度のある主受光軸が発光器１１の主発光軸の方向に向けて制御される。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出射する発光器を備える送電装置と、出射された光を受光して電力を出力する受光器を備える受電装置とで構成される給電装置であって、前記受電装置は、前記受光器の受光面の傾きを変化制御する受電制御手段を備えることを特徴とする光無線給電装置。

【請求項2】

前記受光器は、受光面の中心から所定方向に伸びる主受光軸の軸方向に最大受光感度がある指向性を有する請求項１に記載の光無線給電装置。

【請求項3】

前記受電装置は前記受光器を支持しかつ当該受光器を二次元方向に傾動させる２軸傾動台を備え、前記受電制御手段は当該２軸傾動台を傾動制御する請求項２に記載の光無線給電装置。

【請求項4】

前記受電制御手段は、前記受光器から出力される電力に基づいて前記受光面での受光の偏りを検出し、この偏りを含む傾動情報を出力する電力検出手段と、この傾動情報に基づいて前記２軸傾動台を制御する傾動制御手段を備える請求項３に記載の光通信給電装置。

【請求項5】

前記電力検出手段は前記受光器の全出力電力を検出する全電力検出部を備え、前記傾動制御手段は検出した全出力電力が最大になるように前記２軸傾動台を制御する請求項４に記載の光無線給電装置。

【請求項6】

前記受光器は互いに交差する方向に枡目状に配列された複数の受光セルを備え、前記電力検出部は、これら複数の受光セルのそれぞれの出力電力を検出する単位電力検出部と、検出した各受光セルの出力電力に基づいて出力電力の分布を検出するとともに、検出した分布から前記傾動情報を出力する分布検出部を備える請求項２ないし５のいずれかに記載の光無線給電装置。

【請求項7】

前記複数の受光セルは受光面のＸ方向及びＹ方向に配列され、前記分布検出部は各受光セルのＸ方向及びＹ方向の出力電力の分布から前記傾動情報を演算する請求項６に記載の光通信給電装置。

【請求項8】

前記送電装置は、前記発光器の発光面の傾きを変化制御する送電制御手段を備える請求項１ないし７のいずれかに記載の光通信給電装置。

【請求項9】

前記送電装置は前記発光器を支持しかつ当該格好器を二次元方向に傾動させる２軸傾動台を備え、前記送電制御手段は、前記受電装置の傾動情報に基づいて当該２軸傾動台を傾動制御するための傾動制御手段を備える請求項８に記載の光無線給電装置。

【請求項10】

前記受電装置と前記送電装置は、少なくとも前記傾動情報を受電装置から送電装置に送信する通信部を備える請求項８又は９に記載の光通信給電装置。

【請求項11】

前記受電装置は車両に搭載され、前記送電装置は地上に配設される請求項１ないし１０のいずれかに記載の光通信給電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は送電装置から受電装置に光無線により電力を給電する光無線給電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車を含む車両において、地上側に設けられた送電装置から、車両側に設けられた受電装置に対して無線により給電を行う無線給電装置が提案されている。例えば、特許文献１には、磁界共振や磁界誘導を利用した無線給電装置が提案されている。また、特許文献２には、車両に搭載した受電装置を太陽電池で構成し、地上側から照射した光を受光して給電を行う光無線給電装置が提案されている。

【0003】

この種の無線給電装置において、送電装置の電力を高い効率で受電装置に給電するためには、送電装置と受電装置が所定の位置関係にあることが好ましい。特に、特許文献２の光無線給電装置では、太陽電池の複数のセルの全てに対して送電装置からの光が照射されることが好ましく、そのために、受電装置の受電量を検出し、この受電量が所定の値になるように受電装置の位置決め、すなわち車両の位置決めを行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－８３１４１号公報

【特許文献2】特開２０１６－１２３１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２のような光を利用した光無線給電装置では、送電装置に供給した電力と受電装置で受電した電力の比率である「給電効率」を高めるためには、送電装置から光を出射する光出射面と、出射された光を受光する受電装置の受光面を「正対」させることが好ましい。すなわち、送電装置の光出射面から光を出射する発光素子の光強度に指向性があり、また受電装置の受光面で光を受光する受光素子の受光感度に指向性がある場合には、光出射強度が最大になる方向の主発光軸（光出射面の中心から垂直に伸びる軸）と、受光感度が最大になる方向の主受光軸（受光面の中心から垂直に伸びる軸）を一致させるように光出射面と受光面を対向配置することが好ましい。ここでは、このような主発光軸と主受光軸を一致させた対向状態を「正対」と称する。特許文献２の技術は、送電装置と受電装置の相対位置を制御しているが、両者を正対することについては特に考慮されておらず、給電効率を更に改善する上での課題が残されている。

【0006】

本発明の目的は、給電効率の高い光無線給電装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の光無線給電装置は、光を出射する発光器を備える送電装置と、出射された光を受光して電力を出力する受光器を備える受電装置とで構成される給電装置であって、受電装置は、受光器の受光面の傾きを変化制御する受電制御手段を備える。ここで、受光器は、受光面の中心から所定方向に伸びる主受光軸の軸方向に最大受光感度がある指向性を有する受光器に適用されることが好ましい。また、受電装置は受光器を支持しかつ当該受光器を二次元方向に傾動させる２軸傾動台を備え、受電制御手段は当該２軸傾動台を傾動制御する構成であることが好ましい。

【0008】

本発明において、受電制御手段は、受光器から出力される電力に基づいて前記受光面での受光の偏りを検出し、この偏りを含む傾動情報を出力する電力検出手段と、この傾動情報に基づいて受光面の傾きを変化制御する傾動制御手段を備える。例えば、電力検出手段は受光器の全出力電力を検出する全電力検出部を備え、傾動制御手段は検出した全出力電力が最大になるように２軸傾動台を制御する。

【0009】

また、受光器は互いに交差する方向に枡目状に配列された複数の受光セルを備え、電力検出部は、これら複数の受光セルのそれぞれの出力電力を検出する単位電力検出部と、検出した各受光セルの出力電力に基づいて出力電力の分布を検出するとともに、検出した分布から傾動情報を出力する分布検出部を備える構成とすることが好ましい。例えば、複数の受光セルは受光面のＸ方向及びＹ方向に配列され、分布検出部は各受光セルのＸ方向及びＹ方向の出力電力の分布から傾動情報を出力する。

【0010】

本発明において、さらに送電装置は発光器の発光面の傾きを変化制御する送電制御手段を備えることが好ましい。例えば、送電装置は発光器を支持しかつ当該発光器を二次元方向に傾動させる２軸傾動台を備え、送電制御手段は受電装置の傾動情報に基づいて当該２軸傾動台を傾動制御するための傾動制御手段を備える。この場合において、受電装置と送電装置は、傾動情報を受電装置から送電装置に送信する通信部を備える構成とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、受電装置において受電制御手段により受光器の受光面の傾きを変化制御することにより、受光器の受光面を送電装置の発光器の発光面に対して正対する方向に向けて制御することが可能になり、送電装置と受電装置による光通信給電装置給電効率を高めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】光無線給電装置を電気自動車に適用した実施形態の概念図。

【図2】発光器の光強度特性と受光器の受光感度特性の概念図。

【図3】光無線給電装置のブロック構成図。

【図4】電力検出回路部の概念構成図。

【図5】２軸傾動台の概略構成図。

【図6】給電作用のフロー図。

【図7】受光器における電力分布の偏りを説明する模式図。

【図8】受光器及び発光器の傾動作用を説明する模式図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１には本発明の光無線給電装置を電気自動車に適用した実施形態が示されており、給電ステーションＳＴに設けられた送電装置１により、電気自動車ＥＶに設けられた受電装置２に対して給電を行う形態が示されている。受電装置２を備えた電気自動車ＥＶが給電ステーションＳＴの略所定位置に停車すると、送電装置１から所要の光が出射され、電気自動車ＥＶの受電装置２はこの光を受光して光電変換することにより受電が行われる。

【0014】

前記給電ステーションＳＴに配設された送電装置１は、発光面１１１が下方に向けて配設された発光器１１を備えている。この発光器１１は、紫外線ランプ、白熱ランプ、蛍光灯、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の高輝度の光を出射する光源１１２を備えており、発光されたときに所要の光度の光を発光面１１１から出射するように構成されている。ここでは、発光器１１には複数の光源１１２が平面配置された構成とされている。

【0015】

この発光器１１から出射される光は、図２に概念図を示すように、発光面１１１に対して光出射光軸Ａｓに沿った方向の光強度が高く、この光出射光軸Ａｓからの光出射角度が大きくなると光強度が弱くなる指向性を有している。ここでは、発光面１１１に対して垂直な方向の光強度が最も大きくされており、この発光面１１１の中心から垂直方向に伸びる軸が主発光軸Ａｓとなる。

【0016】

一方、電気自動車ＥＶのルーフ上に搭載されている受電装置２は、受光面２１１が上方に向けられた受光器２１を備えている。この受光器２１は複数の受光セル２１２を備えており、各受光セル２１２は、受光した光を光電変換して電力を出力する。受光器２１は受光面２１１に対して所定の光入射光軸方向から入射される光について受光感度が最大となる指向性を有しており、ここでは受光面２１１に垂直な軸方向の受光感度が最も大きくなるので、受光面の中心から垂直方向に伸びる軸が主受光軸Ａｒとなる。

【0017】

図３は光無線給電装置のブロック構成図である。送電装置１では、前記発光器１１はその発光面１１１の角度を変化させることが可能な２軸傾動台３Ｓに支持されている。また、送電装置１は、これら発光器１１及び２軸傾動台３Ｓを制御する送電制御部１２と、受電装置２との間でビーコン等の近距離無線通信により情報を送受する通信部１３を備えている。その上で、送電制御部１２は、発光器１１の発光を制御する発光回路部１４と、２軸傾動台３Ｓを制御する傾動台制御回路部１５を備えている。

【0018】

発光回路部１４は、例えば、商用電源を利用して発光器１１の光源１１２を発光させる機能を有しており、電気自動車ＥＶが給電ステーションＳＴに停車したときに光源１１２に電力を供給して発光させる構成とされている。また傾動台制御回路部１５は、後述するように通信部１３で受信した受電装置２からの傾動情報に基づいて２軸傾動台３Ｓを制御するための制御情報を演算する傾動制御部１５１と、この傾動制御部１５１で演算された制御情報に基づいて２軸傾動台３Ｓを制御し、発光器１１の発光面１１１を傾動させる傾動駆動部１５２を備えている。

【0019】

一方、図３において、電気自動車ＥＶに搭載された受電装置２は、前記したように受光器２１を構成している複数の受光セル２１２は発光器１１から出射された光を受光し、受光した光を光電変換して電力を出力する光電素子（太陽電池）で構成されている。複数の受光セル２１２は、受光器２１の受光面２１１に沿って枡目状に平面配列された構成とされている。各受光セル２１２は、それぞれ１つの独立したセルとして構成されており、受光セル２１２毎に受光した光を光電変換してそれぞれ電力を出力することが可能とされている。

【0020】

図３において、受電装置２は、受光器２１１の受光面の角度を変化させることが可能な２軸傾動台３Ｒと、これら受光器２１と２軸傾動台３Ｒを制御する受電制御部２２と、送電装置１の前記通信部１３との間で情報を送受する通信部２３を備えている。受電制御部２２は、受光器２１が受光したときに出力される電力を検出する電力検出回路部２４と、検出された電力に基づいて２軸傾動台３（３Ｒ）を制御する傾動台制御回路部２５と、受光器２１から出力される電力を電気自動車ＥＶの電源として処理するための電源回路部２６を備えている。特に、電源回路部２６は電気自動車ＥＶの走行駆動部４に所要の電力を供給することが可能とされており、電気自動車ＥＶの走行用モータを駆動し、あるいは電気自動車ＥＶに搭載されているバッテリーを充電する機能を備えている。

【0021】

図３において、受電装置２の受光器２１及び２軸傾動台３Ｒに接続されている受電制御部２２の電力検出回路部２４は、受光器２１を構成している複数の受光セル２１２のそれぞれの出力電力（電流・電圧）を検出する単位電力検出部２４１と、これら複数の受光セル２１２の出力電力の合計である全出力電力を検出する全電力検出部２４２を備えている。また、単位電力検出部２４１で検出した各受光セル２１２の出力電力を受光面２１１のＸ方向及びこれに垂直なＹ方向を基準とするＸＹ座標上に展開して受光面２１１における出力電力の分布や偏りを検出する分布検出部２４３を備えている。

【0022】

図４は、電力検出回路部２４の概念構成図であり、ここでは図示と説明を簡略化するために、受光器２１は９個（３×３個）の受光セル２１２で構成されているものとしている。単位電力検出部２４１は９個の各受光セル２１２のそれぞれの出力電力を個別に検出する。全電力検出部２４２は、これら９個の受光セル２１２の出力電力の合計を検出する。分布検出部２４２は、詳細については後述するが、これら９個の受光セル２１２の各出力電力がＸ方向とＹ方向について分布している状態を検出する。

【0023】

また、図３において、傾動台制御回路部２５は、電力検出回路部２４から出力される傾動情報に基づいて２軸傾動台３Ｒを制御するための制御情報を演算する傾動制御部２５１と、この傾動制御部２５１で演算された制御情報に基づいて２軸傾動台３Ｒを制御し、受光器２１の受光面２１１を傾動させる傾動駆動部２５２を備えている。

【0024】

図５は、送電装置１と受電装置２にそれぞれ設けられている２軸傾動台３Ｓ，３Ｒの一部を分解した概略構成図である。各２軸傾動台３Ｓ，３Ｒは同じ構成であるので、以降は２軸傾動台３として説明する。２軸傾動台３は、固定基板３１の上にＸ傾動板３２とＹ傾動板３３が支持されており、Ｘ傾動板３２とＹ傾動板３３はそれぞれ固定基板３１のＸ方向軸とＹ方向軸を軸として傾動可能に構成されている。すなわち、Ｘ傾動板３２は四角枠状に形成されており、そのＸ方向の両側部から突出されたＸ軸３２１が固定基板３１の上面のＸ方向の両側に配設されたＸ軸受３２２に軸支され、Ｘ軸３２１の周りに傾動可能とされている。

【0025】

図５に、その一部の拡大図を示すように、対をなすＸ軸３２１の一方にはＸ従動ギア３２３が固定されており、このＸ従動ギア３２３は固定基板３１に搭載されたＸモータ３２４の回転軸に固定されたＸ駆動ギア３２５に歯合されている。したがって、Ｘモータ３２４が回転駆動されると、回転力はＸ駆動ギア３２５からＸ従動ギア３２３、更にＸ軸３２１に伝達され、Ｘ傾動板３２は固定基板３１に対してＸ軸３２１の周りに傾動される。

【0026】

また、Ｙ駆動板３３は四角板状に形成されており、そのＹ方向の両側部から突出されたＹ軸３３１がＸ傾動板３２の上面のＹ方向の両側に配設されたら軸受３３２に軸支され、Ｙ軸３３１の周りに傾動可能とされている。対をなすＹ軸３３１の一方には、詳細は省略するがＸ駆動板３２を傾動する構成と同様に、Ｙ従動ギア３３３、Ｙモータ３３４、Ｙ駆動ギア３３５が設けられている。これにより、Ｙ傾動板３３はＸ傾動板３２に対してＹ軸周りに傾動され、さらに言えばＹ傾動板３３は固定基板３１に対して、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに傾動されることになる。

【0027】

そして、受電装置２においては、２軸傾動台３の固定基板３１は電気自動車ＥＶのルーフに固定されており、Ｙ傾動板３３には受光器２１が一体的に取り付けられている。これにより、受光器２１は、固定基板３１に対してＸ軸周りとＹ軸周りに傾動され、結果として電気自動車ＥＶのルーフ面に対して二次元方向に傾動可能とされている。また、送電装置１においては、２軸傾動台３の固定基板３１は受電装置２とは上下を逆向きにした状態で給電ステーションＳＴの固定構造物の一部に固定されており、Ｙ傾動板３３には発光器１１が発光面１１１を下方に向けられた状態に搭載され、発光面１１は路面に対して二次元方向に傾動可能とされている。

【0028】

以上説明した送電装置１と受電装置２により構成される光無線給電装置は、図１に示したように、電気自動車ＥＶが給電ステーションＳＴの所定位置に停車したときに、送電装置１は発光回路部１４により発光器１１を制御して光を出射させる。また、受電装置２は受光器２１が受光したときに出力される電力に基づいて電源回路部２６で走行駆動部４のモータ駆動やバッテリー充電を行う。

【0029】

この給電に際し、送電装置１の発光器１１と、受電装置２の受光器２１が正対していれば、すなわち図２に示したように、発光器１１の主発光軸Ａｓと受光器２１の主受光軸Ａｒが一致されていれば、給電効率の高い給電が可能になる。しかし、例えば、図８（ａ）に示すように、給電ステーションＳＴに対して電気自動車ＥＶの停車位置にずれが生じていると、発光器１１の発光面１１１と受光器２１の受光面２１１は平行であるが、主発光軸Ａｓと主受光軸Ａｒとにずれが生じており、正対されていないため、発光器１１から出射された最大光強度の光を受光器２１において最大受光感度で受光することができなくなり、高い給電効率が得られないことがある。

【0030】

また、電気自動車ＥＶに搭乗している乗員の員数や体重の違いや、搭載している荷物の個数や重量の違いにより、電気自動車ＥＶの車体が路面に対して傾斜すると、受光器２１の受光面２１１が路面に対して傾斜され、この場合でも発光器１１の主発光軸Ａｓと受光器２１の主受光軸Ａｒが一致しなくなり給電効率が低下することがある。

【0031】

この光無線給電装置においては、図６のフロー図に示すように、給電時には受電装置２の電力検出回路部２４では、全電力検出部２４２において受光器２１から出力される全電力を検出するＳ１１(ステップ１１：以下同様)。この検出した電力を、「現電力」とする。また、単位電力検出部２４１において、９個の受光セル２１２のそれぞれの出力電力を検出する（Ｓ１２）。分布検出部２４３は単位電力検出部２４１で検出した９個の受光セル２１２の各出力電力について、図７に示すように、各受光セル２１２の出力電力をＸＹ座標上に展開し、各受光セルに対応した電力分布を検出する。図７では、前記したように、受光セル２１２が３×３の配列例を示しており、各受光セル２１２の出力電力を３×３のＸＹ座標上に配置した棒グラフで示している。

【0032】

そして、分布検出部２４３では、受光面におけるＸ方向とＹ方向のそれぞれについて出力電力の偏りを検出する（Ｓ１３）。この偏りとして、例えば、Ｘ方向とＹ方向に沿った出力電力の値を包絡した近似勾配線の勾配角θｘ，θｙを演算する。このような偏りが生じる理由は、受光器２１の主受光軸Ａｒが発光器１１の主発光軸Ａｓに対して位置ずれを起こしており、出力電力が大きな受光セルは出力電力の小さい受光セルよりも発光器１１の主発光軸Ａｓに近く位置されているためである。したがって、この偏り（勾配角）は、主発光軸Ａｓからの各受光セル２１２までの距離の偏りを表していることになる。

【0033】

そして、これらの電力分布、全出力電力、偏り（傾き）の各情報が傾動情報とされ、この傾動情報は分布検出部２４３から傾動台制御回路部２５に入力される。傾動台制御回路部２５では、傾動台駆動部２５１は入力された傾動情報に基づいてＸ方向とＹ方向の偏りがそれぞれ小さくなるように２軸傾動台３Ｒを制御するための制御情報を演算し、傾動駆動部２５２は演算された制御情報に基づいて２軸傾動台３Ｒを制御して受光器２１を傾動制御する（Ｓ１４）。この傾動制御により、受光器２１の主受光軸Ａｒは発光器１１の主発光軸Ａｓに向けられた方向に制御される。すなわち、受光面２１１は発光面１１１に正対される方向に向けて傾動される。

【0034】

これと同時に、全電力検出部２４２は、傾動情報に含まれる全出力電力の変化を監視する。受光面２１１が発光面１１１に正対される方向に制御されて行くのに従って、各受光セル２１２の出力電力が均等になる方向に変化され、全出力電力が増加する方向に変化される。この変化された電力を「修正電力」とする（Ｓ１５）。そして、傾動制御部２５１は、先の「現電力」と「修正電力」の電力値を比較する（Ｓ１６）。

【0035】

このステップＳ１６における比較で、「修正電力」が「現電力」よりも増加した場合には、ステップＳ１１に戻り、以上のフローを繰り返す。一方、「修正電力」が「現電力」以下になった場合には、受光器から出力される全出力電力が最大になったものと推定されるので、２軸傾動台３Ｒの制御を停止する。なお、「修正電力」が「現電力」よりも低下されたときには、受光器２１の傾動が反対方向に向けられたと考えられるので、この場合には２軸傾動台３Ｒを直前の状態に戻すようにしてもよい。

【0036】

これにより、受光器２１の受光面２１１は、図８（ｂ）に示すように、主受光軸Ａｒが発光器１１の発光面１１１の中心に向けられることになる。この状態は、主発光軸Ａｓから各受光セル２１２までの距離が均一に近い状態になったと推定され、各受光セル２１２のそれぞれにおいて、これまでよりも高い受光感度で受光が行われる状態になる。したがって、受電装置２における給電効率が増加されることになる。

【0037】

ここで、図８（ａ），（ｂ）に示した例では、電気自動車ＥＶが所定位置から外れた位置に停車されており、受光器２１の受光面２１１の中心が発光器１１の発光面１１１の中心の直下に位置されていない。この場合には、主受光軸Ａｒと主発光軸Ａｓを正確に一致させることは難しく、光通信給電装置に潜在されている最大給電効率になるように制御することは難しい。

【0038】

そこで、以上の受電装置２における受光器２１の傾動制御に加えて、受電装置２で得られた傾動情報を、通信部２３から送電装置１の通信部１３に送信する。なお、この傾動情報に加えて、受電装置２で演算された制御情報を送信するようにしてもよい。送電装置１では、通信部１３で受信した傾動情報や制御情報に基づいて、送電制御部１２の傾動台制御回路部１５が２軸傾動台３Ｓを傾動制御する。この傾動制御は、図６に示した受電装置２での傾動制御のフローと基本的には同じであり、受光器２１において生じているＸ方向とＹ方向の出力電力の偏りに基づき、これらの偏りを低減する方向に発光器１１を傾動させる。

【0039】

この傾動制御は、受電装置２から送信されてくる傾動情報に含まれる全出力電力が増加している方向に変化されている間は継続される。すなわち、ステップＳ１６において、「修正電力」が「現電力」よりも大きい間は継続される。これにより、図８（ｃ）に示すように、発光器１１の主発光軸Ａｓを鉛直方向に対して傾斜させ、主発光軸Ａｓを受光器２１の受光面２１１の中心に向けることが可能になり、主発光軸Ａｓを主受光軸Ａｒに正確に一致させて正対させることができ、給電効率を更に高めることができる。すなわち、光通信給電装置に潜在されている最大給電効率に制御することが可能になる。

【0040】

ここで、前記した実施形態では、受電装置２における受光器２１の傾動制御を行った後に、送電装置１における発光器１１の傾動制御を行う例を説明したが、受電装置２における傾動制御と送電装置における傾動制御を同時に行うようにしてもよい。あるいは、受電装置２における傾動制御のみを行い、送電装置１における傾動制御は行わないようにしてもよく、この場合には送電装置１には発光器１１を傾動制御するための構成を備えていなくてもよい。

【0041】

すなわち、図４に示したように、発光器１１の光強度特性は受光器２１の受光感度特性よりも広い指向性を有しているので、発光器１１の傾動制御を行わなくてもある程度の高い給電効率を得られることがあるからである。受電装置２と送電装置１とで傾動制御を同時に行う場合には、制御プログラムが複雑になるが、受電装置２と送電装置１を独立して傾動制御するようにすれば制御プログラムを簡易化することができる。また、受電装置２での傾動制御のみを行う場合には、制御プログラムをさらに簡易化することができるとともに傾動制御するための構成が不要になって光通信給電装置の低コスト化が可能になる。

【0042】

また、実施形態では、給電ステーションに停車した電気自動車の車体が水平状態である場合について説明したが、電気自動車に搭乗している乗員の違いや搭載している荷物の違いにより車体が傾斜している場合には、受光器の受光面が水平方向に向けられておらず、発光器の発光面に対して平行でないこともある。本発明はこのような場合においても、受光器の受光面を傾動制御するとともに、発光器の発光面を傾動制御することにより、より給電効率を高めることが可能となる。

【0043】

本発明において、受光器や発光器を傾動させる２軸傾動台は、受光面や発光面を二次元方向に傾動させることが可能であれば実施形態に記載の構成に限られるものではない。例えば、受光器を車両の前後面や両側面に配設し、水平方向からの光を受光して給電を行うように構成されてもよい。また、受光器を構成する受光素子は光電変換素子であれば任意の素子が適用できる。さらに、給電効率を高めるために受光器の受光面を傾動制御する構成であれば、２軸傾動台を傾動制御する際のフローは実施形態に記載のものに限られるものではない。

【符号の説明】

【0044】

１ 受電装置
２ 送電装置
３（３Ｓ，３Ｒ） ２軸傾動台
４ 走行駆動部
１１ 発光器
１２ 送電制御部
１３ 通信部
１４ 発光回路部
１５ 傾動台制御回路部
２１ 受光器
２２ 受電制御部（受電制御手段）
２３ 通信部
２４ 電力検出回路部（電力検出手段）
２５ 傾動台制御回路部（傾動制御手段）
２６ 電源回路部
２１１ 受光面
２１２ 受光セル
２４１ 単位電力検出部
２４２ 全電力検出部
２４３ 分布検出部
ＥＶ 電気自動車
ＳＴ 給電ステーション

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】