(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光によって発電する光電変換部と、
前記光電変換部が発電した電力を充電する充電部と、
前記光電変換部に電圧を印加することにより、前記光電変換部を発光させる第一の制御部と、
前記光電変換部を撮像する撮像部と、
前記第一の制御部が前記光電変換部を発光させているときに前記撮像部が前記光電変換部を撮像した画像に基づいて、前記光電変換部の異常を検出する異常検出部と、
前記光電変換部に光を照射すると共に、光の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を変更可能な光照射部と、
前記光照射部の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御する第二の制御部と、を備え、
前記異常検出部は、
前記画像のうち、輝度が予め定めた閾値未満となる部位を、異常部位として検出し、
前記第二の制御部は、
前記光照射部の照射範囲に含まれる前記異常部位が最小となるように、前記光照射部の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御することを特徴とする光給電システム。
【請求項２】
前記異常検出部で検出した前記異常部位が、予め定めた期間にわたって維持されているときに、前記光電変換部の異常を報知する報知部を備えることを特徴とする請求項１に記載の光給電システム。
【請求項３】
前記光電変換部のうち、前記異常検出部で検出した前記異常部位の面積が、予め定めた閾値以上であるときに、前記光電変換部の異常を報知する報知部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光給電システム。
【請求項４】
前記光電変換部、及び前記充電部は、移動体に搭載され、
前記充電部に充電された電力は、前記移動体の駆動に用いられることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光給電システム。
【請求項５】
光照射部によって光電変換部に光を照射し、受光によって前記光電変換部が発電した電力を充電する光給電システムにあって、前記光電変換部に電圧を印加することにより、前記光電変換部を発光させ、発光した前記光電変換部を撮像し、撮像した画像のうち、輝度が予め定めた閾値未満となる部位を、前記光電変換部の異常部位として検出し、
前記光照射部の照射範囲に含まれる前記異常部位が最小となるように、前記光照射部の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御することを特徴とする光給電システムの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光給電システム、光給電システムの異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の従来技術では、光を電力に変換する光電変換部（太陽光パネル）を上方からカメラで撮像し、撮像した画像データのうち、輝度が低下している特徴部分を、日射遮蔽物による影又は汚れとして検出し、乗員に知らせることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１００３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光電変換部には、内部のセルにクラック（ひび、割れ等）が生じることがあるが、上記従来例のように、光電変換部をそのままカメラで撮像するだけでは、内部に生じる異常を検出することはできない。
本発明の課題は、光電変換部の内部に生じる異常を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る光給電システムは、受光によって発電する光電変換部と、光電変換部が発電した電力を充電する充電部を備える。そして、光電変換部に電圧を印加することにより、光電変換部を発光させ、発光した光電変換部を撮像し、撮像した画像に基づいて光電変換部の異常を検出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発光させた光電変換部を撮像することにより、光電変換部の内部を可視化することができる。したがって、撮像した画像から、光電変換部の内部に生じる異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】光給電システムを示す概略構成図である。
【図２】光電変換部を備えた車両の外観である。
【図３】光源側光給電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】光電変換部の断面図である。
【図５】ＥＬ画像の一例を示す。
【図６】汚れの種類及び程度を示す。
【図７】車両側光給電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の光源側光給電制御処理を示すフローチャートである。
【図９】レーザ光の照射範囲を示す図である。
【図１０】第３実施形態の光源側光給電制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】ＥＬ画像を時系列で示した図である。
【図１２】第４実施形態の光源側光給電制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【０００９】
《第１実施形態》
《構成》
図１は、光給電システムの概略構成図である。
光給電システム１１は、車載システム１２と、光源システム１３と、を備える。
車載システム１２は、移動体としての車両１４に搭載されるシステムであり、光電変換部２１と、充電部２２と、報知部２３と、車両側通信装置２４と、車両側制御部２５と、を備える。
【００１０】
光源システム１３は、インフラストラクチャ側のシステムであり、光照射部３１と、赤外線カメラ３２と、画像処理装置３３と、光源側通信装置３４と、光源側制御部３５と、を備える。
図２は、光電変換部を備えた車両の外観である。
光電変換部２１は、例えば結晶シリコン系太陽電池や、カルコパイライト系太陽電池等の太陽光パネルからなり、車両１４のルーフ面に設けられ、照射された光によって発電を行ない、電力を出力する。光電変換部２１は、発光ダイオードと同じＰＮ接合半導体素子からなるため、電圧を印加すると、エレクトロルミネセンスにより発光（以下、ＥＬ発光と称す）する。この発光は、赤外線を放出する赤外線発光である。このように、光電変換部２１は、光から電力への変換となる発電、及び電力から光への変換となるＥＬ発光が選択的に可能となっている。
【００１１】
充電部２２は、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリからなり、光電変換部２１から出力される電力を充電する。充電部２２に充電された電力は、図示しない車両用駆動モータへと供給され、車両１４の駆動に用いられる。さらに、充電部２２に充電された電力は、光電変換部２１に対しても供給することができ、光電変換部２１のＥＬ発光にも用いられる。このように、充電部２２は、光電変換部２１との間で電力の授受が可能となっている。
【００１２】
報知部２３は、光電変換部２１の異常を知らせる例えばインジケータである。このインジケータは、乗員が視認可能な位置に設けてあり、光電変換部２１の異常が検出されたときに、予め定めたシンボルが点灯又は点滅する。
車両側通信装置２４は、例えばIEEE802.11やBluetooth（登録商標）等の無線通信を利用し、光源側通信装置３４を介した光源システム１３との通信を行なう。
【００１３】
車両側制御部２５は、例えばマイクロコンピュータからなり、後述する車両側光給電制御処理を実行し、光電変換部２１と充電部２２との間でなされる電力の授受を制御し、且つ光電変換部２１の異常を検出したときに、報知部２３を駆動し、異常を検出した旨を乗員に知らせる。また、車両側制御部２５は、車両側通信装置２４と光源側通信装置３４との通信を介して、光源システム１３と各種情報の送受信を行なう。例えば、後述する光給電要求や判定信号を受信したり、充電状態やＥＬ発光信号を送信したりする。
【００１４】
光照射部３１は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）、及びドライバを備え、ドライバを介した駆動によってレーザダイオードからレーザ光を照射する。光照射部３１は、例えば車両１４を駐車又は停車可能な予め定めた光給電エリアの上方に設けられ、光給電エリアに駐車又は停車された車両１４のルーフ面に設けられた光電変換部２１に向かってレーザ光を照射する。
【００１５】
レーザ光の波長は、レーザダイオードのバンドギャップによって決定され、レーザ光の光強度は、ドライバを介してレーザダイオードに印加される電圧によって決定される。レーザ光の波長は、光電変換部２１の吸収端に整合する範囲に設定され、これにより発電効率の向上が図られる。例えば、光電変換部２１が結晶系シリコン太陽電池からなる場合、そのバンドギャップが１.１［ｅＶ］となるため、１１００［ｎｍ］付近が吸収端となるため、レーザ光の波長は１１００［ｎｍ］程度の赤外線を照射する。
【００１６】
また、光照射部３１は、レーザ光の照射方向及び照射範囲を変更可能な可動光学系からなる。例えば、光学系の手振れ補正等に用いられるボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）の駆動により、レーザ光の照射方向が変更される。また、光学系のオートフォーカス等に用いられる超音波モータの駆動により、コリメート（集光）又はデフォーカス（拡散）され、照射範囲が変更される。
【００１７】
赤外線カメラ３２は、ＥＬ発光した光電変換部２１を撮像し、撮像した画像データを画像処理装置３３へ出力する。
画像処理装置３３は、赤外線カメラ３２で撮像した画像データに、所定の画像処理を実行する。
光源側通信装置３４は、例えばIEEE802.11やBluetooth（登録商標）等の無線通信を利用し、車両側通信装置２４を介した車載システム１２との通信を行なう。
【００１８】
光源側制御部３５は、例えばマイクロコンピュータからなり、後述する光源側光給電制御処理を実行し、光照射部３１によるレーザ光の照射を制御する。また、光源側制御部３５は、光源側通信装置３４と車両側通信装置２４との通信を介して、車載システム１２と各種情報の送受信を行なう。例えば、後述する充電状態やＥＬ発光信号を受信したり、光給電要求や判定信号を送信したりする。
【００１９】
次に、光源側制御部３５で実行する光源側光給電制御処理について説明する。
図３は、光源側光給電制御処理の一例を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１０１では、光給電要求があるか否かを判定する。具体的には、ユーザによる予め定めた光給電開始操作の有無に応じて、光給電要求があるか否かを判定する。ここで、ユーザによる光給電開始操作がないときには、光給電要求はないと判断してステップＳ１０２に移行する。一方、ユーザによる光給電開始操作があるときには、光給電要求があると判断してステップＳ１０３に移行する。
【００２０】
ステップＳ１０２では、光照射部３１の駆動を中止状態にする、つまり光給電を中止状態にしてから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１０３では、光給電要求を、車載システム１２へ送信する。
続くステップＳ１０４では、車載システム１２より、充電部２２の充電状態（ＳＯＣ）を受信したか否かを判定する。ここでは、充電部２２の充電状態を受信するまで待機し、充電状態を受信したときにステップＳ１０５に移行する。
【００２１】
ステップＳ１０５では、充電部２２は充電可能であるか否かを、充電状態に応じて判定する。充電部２２の充電状態が満充電であるときには、充電不可能であると判断してステップＳ１０６に移行する。一方、充電部２２の充電状態が満充電でないときには、充電可能であると判断してステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０６では、充電状態が満充電である旨を報知する。例えば、ユーザが視認可能なインジケータを点灯又は点滅させることにより報知する。
続くステップＳ１０７では、光給電要求を解除（リセット）してからステップＳ１０２に移行する。
【００２２】
ステップＳ１０８では、判定フラグｆｊが０にリセットされているか否かを判定する。判定フラグｆｊは、異常の有無が判定済であるか否かを表すフラグであり、判定フラグがｆｊ＝０にリセットされているときには、異常の有無が未判定であると判断してステップＳ１０９に移行する。一方、判定フラグがｆｊ＝１にセットされているときには、異常の有無が判定済であると判断してステップＳ１１６に移行する。なお、ユーザによって予め定めた光給電開始操作がなされたときには、判定フラグはｆｊ＝０にリセットされているものとする。
【００２３】
ステップＳ１０９では、ＥＬ発光要求を、車載システム１２へ送信する。ＥＬ発光要求とは、光電変換部２１をＥＬ発光させることを、車載システム１２に対して要求するものである。
ステップＳ１１０では、車載システム１２より、ＥＬ発光信号を受信したか否かを判定する。ここでは、ＥＬ発光信号を受信するまで待機し、ＥＬ発光信号を受信したときにステップＳ１１１に移行する。
ステップＳ１１１では、赤外線カメラ３２でＥＬ発光した光電変換部２１を撮像する。
続くステップＳ１１２では、赤外線カメラ３２で撮像した画像データに、所定の画像処理を実行する。
【００２４】
続くステップＳ１１３では、判定フラグをｆｊ＝１にセットする。
ステップＳ１１４では、異常部位の有無を判定する。具体的には、ＥＬ画像を参照し、光電変換部２１を複数の区画に分割し、区画ごとに発光輝度の平均値が閾値以上であるか否かを判定する。ここで、全区画で発光輝度の平均値が閾値以上であるときには、光電変換部２１に異常はないと判断してステップＳ１１５に移行する。一方、発光輝度の平均値が閾値未満となる区画があるときには、光電変換部２１に異常があると判断してステップＳ１１７に移行する。光電変換部２１の異常とは、例えば表面に付着する鳥糞、花粉、水垢、埃等の汚れや、内部に発生するひびや割れといった内部欠陥を指す。
【００２５】
ここで、光電変換部２１の異常について説明する。
図４は、光電変換部の断面図である。
光電変換部２１は、バックシート４１に、エヴァ４２及び強化ガラス４３を順に積層して構成される。エヴァ４２は、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl Acetate）からなり、受光素子となるセル４４を封止しており、このセル４４に電圧を印加することでＥＬ発光する。ここでは、ＥＬ発光を上向きのブロック矢印で図示している。
【００２６】
図中の（ａ）は、光電変換部２１に異常がない状態を示す。すなわち、ＥＬ発光を遮る部位や、ＥＬ発光しない部位が存在しないため、全区画で発光輝度が予め定めた閾値以上である。
図中の（ｂ）は、光電変換部２１に異常がある状態を示す。すなわち、強化ガラス４３の表面に付着した鳥糞、花粉、水垢、埃等の汚れ４５によってＥＬ発光を遮る部位や、セル４４に発生するひびや割れ等のクラック４６によってＥＬ発光しない部位が存在することにより、発光輝度が閾値未満となる区画が生じている。
【００２７】
図５は、ＥＬ画像の一例を示す。
ＥＬ画像において、汚れ４５やクラック４６が生じている異常部位は、発光輝度が予め定めた閾値未満となり、略黒色となる。したがって、発光輝度が閾値未満となる部位があるときには、その部位が含まれるセル４４に、汚れ４５やクラック４６等の異常部位があると判断する。ここでは、セル４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、及び４４ｄの区画を示し、そのうちセル４４ａ、４４ｂ、４４ｃで異常が検出され、セル４４ｄだけに異常部位が検出されていない。なお、夫々の異常部位が、汚れ４５に起因するのか、それともクラック４６に起因するのかは判別することができない。
【００２８】
図６は、汚れの種類及び程度を示す。
図中の（ａ）は、異常部位のない状態であり、この状態における一区画当たりの発光輝度の平均値を１００％とし、例えば８０％を閾値として設定する。区画の分割は任意であり、例えば一つのセル４４を一区画としてもよい。
図中の（ｂ）は、全面に花粉や埃が付着している状態であり、一区画当たりの発光輝度の平均値が８０％未満となるため、異常な区画と判断する。
【００２９】
図中の（ｃ）は、濃い小さな汚れが付着している状態であり、一区画当たりの発光輝度の平均値が８０％以上となるため、正常な区画と判断する。
図中の（ｄ）は、薄い小さな汚れが付着している状態であり、一区画当たりの発光輝度の平均値が８０％以上となるため、正常な区画と判断する。
図中の（ｅ）は、濃い大きな汚れが付着している状態であり、一区画当たりの発光輝度の平均値が８０％未満となるため、異常な区画と判断する。
図中の（ｆ）は、薄い大きな汚れが付着している状態であり、一区画当たりの発光輝度の平均値が８０％以上となるため、正常な区画と判断する。
【００３０】
ステップＳ１１５では、光電変換部２１に異常部位は検出されなかった旨の判定信号（正常信号）を、車載システム１２へ送信する。
続くステップＳ１１６では、光照射部３１を駆動し、光電変換部２１に向かってレーザ光を照射することにより、光給電を実行してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１１７では、光電変換部２１に異常部位がある旨を報知する。例えば、ユーザが視認可能なインジケータを点灯又は点滅させることにより報知する。
【００３１】
続くステップＳ１１８では、光電変換部２１に異常部位が検出された旨の判定信号（異常信号）を、車載システム１２へ送信する。
続くステップＳ１１９では、光給電要求を解除（リセット）する。
続くステップＳ１２０では、判定フラグをｆｊ＝０にリセットしてからステップＳ１０２に移行する。
上記が光源側光給電制御処理である。
【００３２】
次に、車両側制御部２５で実行する車両側光給電制御処理について説明する。
図７は、車両側光給電制御処理の一例を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１３１では、光源システム１３より、光給電要求を受信したか否かを判定する。ここで、光給電要求を受信していないときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、光給電要求を受信しているときにはステップＳ１３２に移行する。
ステップＳ１３２では、充電部２２の充電状態（ＳＯＣ）を、光源システム１３へ送信する。
【００３３】
続くステップＳ１３３では、判定フラグが０にリセットされているか否かを判定する。判定フラグｆｊは、異常の有無が判定済であるか否かを表すフラグであり、判定フラグがｆｊ＝０にリセットされているときには、異常の有無が未判定であると判断してステップＳ１３４に移行する。一方、判定フラグがｆｊ＝１にセットされているときには、異常の有無が判定済であると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。なお、ユーザによって予め定めた光給電開始操作がなされたときには、判定フラグはｆｊ＝０にリセットされているものとする。
【００３４】
ステップＳ１３４では、光源システム１３より、ＥＬ発光要求を受信したか否かを判定する。ここでは、ＥＬ発光要求を受信するまで待機し、ＥＬ発光要求を受信したときにステップＳ１３５に移行する。
ステップＳ１３５では、光電変換部２１をＥＬ発光させる。
続くステップＳ１３６では、光電変換部２１をＥＬ発光させた旨のＥＬ発光信号を、光源システム１３へ送信する。
【００３５】
続くステップＳ１３７では、光源システム１３より、判定信号を受信したか否かを判定する。ここでは、判定信号を受信するまで待機し、判定信号を受信したときにステップＳ１３８に移行する。
ステップＳ１３８では、光電変換部２１のＥＬ発光を停止させる。
続くステップＳ１３９では、判定フラグをｆｊ＝１にセットする。
【００３６】
続くステップＳ１４０では、判定信号に応じて、光電変換部２１に異常部位があるか否かを判定する。すなわち、正常信号を受信しているときには、光電変換部２１に異常部位は検出されなかったと判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、異常信号を受信しているときには、光電変換部２１に異常部位が検出されたと判断してステップＳ１４１に移行する。
ステップＳ１４１では、報知部２３を駆動し、光電変換部２１に異常部位が検出された旨を乗員に知らせてから所定のメインプログラムに復帰する。
上記が車両側光給電制御処理である。
【００３７】
《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
光電変換部２１には、内部のセル４４にクラック４６が生じることがあるが、光電変換部２１をそのままカメラで撮像するだけでは、内部のセル４４に生じるクラック４６等の異常を検出することができない。
また、光電変換部２１は黒いため、やはり光電変換部２１をそのままカメラで撮像するだけでは、暗色の汚れを検出しにくい。また、光電変換部２１に光を照射し、その反射光を撮像することも考えられる。しかしながら、発電効率を高めるために光電変換部２１の表面に微小な凹凸を設けたテクスチャ構造にしたり、車両１４のルーフ面に沿って光電変換部２１を曲面に成形したりすることもある。これらの場合、反射光が戻りにくくなるため、やはり汚れを検出しにくい。
【００３８】
そこで、光電変換部２１のセル４４に電圧を印加することにより、光電変換部２１をＥＬ発光させ（ステップＳ１３５）、ＥＬ発光した光電変換部２１を赤外線カメラ３２で撮像し（ステップＳ１１１）。そして、撮像したＥＬ画像に基づいて、光電変換部２１の異常を検出する（ステップＳ１１４）。このように、ＥＬ発光させた光電変換部２１を撮像することにより、光電変換部２１の内部を可視化することができる。したがって、撮像したＥＬ画像から、光電変換部２１のセル４４に生じるクラック４６を検出することができる。
【００３９】
また、光電変換部２１の強化ガラス４３に付着する汚れを検出することもできる。さらに、ＥＬ発光させた光電変換部２１を撮像しているため、暗色の汚れであっても、背景色とのコントラストが高くなり、容易に検出することができる。また、光電変換部２１に光を照射し、その反射光を撮像する構成ではないので、光電変換部２１の表面をテクスチャ構造にしたり、曲面に成形したりしても、汚れが検出しにくくなることはない。
【００４０】
具体的には、ＥＬ画像のうち、発光輝度が閾値未満となる部位を、異常部位として検出する。したがって、全区画で発光輝度が閾値以上であるときには（ステップＳ１１４の判定が“Yes”）、光電変換部２１に異常はないと判断し、光給電を実行する（ステップＳ１１６）。これにより、高効率の適正な発電を実施することができる。なお、充電部２２の充電状態が満充電に達したときには（ステップＳ１０５の判定が“No”）、その旨を報知し（ステップＳ１０６）、光給電実行要求を解除し（ステップＳ１０７）、光給電を中止する（ステップＳ１０２）。これにより、充電部２２の過充電を抑制し、充電部２２の劣化を抑制することができる。
【００４１】
一方、発光輝度が閾値未満となる区画があるときには（ステップＳ１１４の判定が“No”）、光電変換部２１に異常があると判断する。この場合は、報知部２３を駆動し、光電変換部２１の異常を検出した旨をユーザ又は乗員に知らせ（ステップＳ１１７、Ｓ１４１）、且つ光給電を中止する（ステップＳ１０２）。このように、光電変換部２１の異常を報知することにより、光電変換部２１の修理や交換、又は清掃等のメンテナンスをユーザ又は乗員に促し、異常部位の早期解消を図ることができる。また、光給電を中止することにより、非効率的な発電が継続されることを抑制できる。そして、光電変換部２１の修理や交換、又は清掃によって、異常部位が解消されれば、光給電を再開し、再び効率的で適正な発電を実施することができる。
【００４２】
《変形例》
第１実施形態では、異常検出の診断を、光源側制御部３５で実行しているが、これに限定されるものではなく、車両側制御部２５で実行してもよい。例えば、車両側制御部２５が光電変換部２１をＥＬ発光させてから、光電変換部２１の撮像要求を光源システム１３に送信する。光源側制御部３５が撮像要求を受信すると、赤外カメラ３２で光電変換部２１を撮像し、そのＥＬ画像を車載システム１２へ送信する。そして、車両側制御部２５がＥＬ画像に基づいて異常検出の診断を実行すればよい。
【００４３】
第１実施形態では、移動体用の光給電システムについて説明したが、これに限定されるものではない。要は、ＥＬ発光させた光電変換部を赤外線カメラで撮像し、撮像した画像に基づいて光電変換部の異常を検出できればよいので、移動体に限らず、建造物や道路構造物、他の光給電システムにも適用することができる。なお、光電変換部の撮像は、遠隔操作可能な無人航空機（ドローン）等を用い、空撮してもよい。このように、既存の太陽光発電設備にも拡張して適用することができる。
【００４４】
《対応関係》
光電変換部２１が「光電変換部」に対応する。充電部２２が「充電部」に対応する。車両側制御部２５で実行するステップＳ１３５の処理が「第一の制御部」に対応する。赤外線カメラ３２が「撮像部」に対応する。車両側制御部２５で実行するステップＳ１１４の処理が「異常検出部」に対応する。光照射部３１が「光照射部」に対応する。報知部２３、及びステップＳ１１７、Ｓ１４１の処理が「報知部」に対応する。
【００４５】
《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）第１実施形態に係る光給電システムは、受光によって発電する光電変換部２１と、光電変換部２１が発電した電力を充電する充電部２２と、を備える。そして、光電変換部２１に電圧を印加することにより、光電変換部２１をＥＬ発光させ、ＥＬ発光した光電変換部２１を撮像を赤外線カメラ３２で撮像し、撮像したＥＬ画像に基づいて光電変換部２１の異常を検出する。
このように、ＥＬ発光させた光電変換部２１を撮像することにより、光電変換部２１の内部を可視化することができる。したがって、撮像したＥＬ画像から、光電変換部２１の内部に生じる異常を検出することができる。
【００４６】
（２）第１実施形態に係る光給電システムは、ＥＬ画像のうち、発光輝度が予め定めた閾値未満となる部位を、異常部位として検出する。
このように、ＥＬ画像の発光輝度を求めることにより、異常部位を容易に検出することができる。
（３）第１実施形態に係る光給電システムは、光電変換部２１、及び充電部２２は、移動体に搭載され、充電部２２に蓄えられた電力は、移動体の駆動に用いられる。
このように、移動体用の光給電システムに適用することができる。したがって、電気自動車（ＥＶ）の普及に資する。
【００４７】
（４）第１実施形態に係る光給電システムの異常検出方法は、受光によって光電変換部２１が発電した電力を充電する光給電システムにあって、光電変換部２１に電圧を印加することにより、光電変換部２１をＥＬ発光させる。そして、ＥＬ発光した光電変換部２１を撮像し、撮像した画像に基づいて光電変換部２１の異常を検出する。
このように、ＥＬ発光させた光電変換部２１を撮像することにより、光電変換部２１の内部を可視化することができる。したがって、撮像したＥＬ画像から、光電変換部２１の内部に生じる異常を検出することができる。
【００４８】
《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、レーザ光の照射範囲に含まれる異常部位が最小となるように、レーザ光の照射方向及び照射範囲（集光／拡散）の少なくとも一方を制御するものである。
システム構成につては、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
図８は、第２実施形態の光源側光給電制御処理を示すフローチャートである。
ここでは、ステップＳ２０１、Ｓ２０２の処理を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様の処理を実行するため、共通する部分については、詳細な説明を省略する。
【００４９】
ステップＳ２０１は、ステップＳ１１８の処理をした後に実行され、レーザ光の照射方向及び照射範囲（集光／拡散）の少なくとも一方を制御することにより、異常部位を回避できるか否かを判定する。但し、異常部位を回避しても、光電変換部２１の受光面積のうち、予め定めた閾値（例えば８０％）以上にレーザ光を照射できることを条件とする。異常部位を回避しても受光面積の閾値以上に照射できるときにはステップＳ２０２に移行する。一方、異常部位を回避すると受光面積の閾値以上に照射できないときにはステップＳ１１９に移行する。
【００５０】
ここで、異常部位の回避について説明する。
図９は、レーザ光の照射範囲を示す図である。
光電変換部２１に汚れ４５が付着している場合、その異常部位を回避して、レーザ光を照射することになる。レーザ光の照射範囲３６は、破線で示すように、略円形であるものとする。また、照射エネルギーの損失を可及的に低減するために、照射範囲３６が光電変換部２１からはみ出す量を最小限に抑制することが望ましい。
【００５１】
図中の（ａ）は、光電変換部２１のやや外側寄りに汚れ４５が付着している状態を示しており、この場合には、汚れ４５を回避してレーザ光を照射しても、受光面積の８０％以上にレーザ光を照射できる。図中の（ｂ）は、光電変換部２１のやや中央寄りに汚れ４５が付着している状態を示しており、この場合には、レーザ光の照射方向を、光電変換部２１の中心から、より外側へと変位させ、且つ照射範囲を集光によって狭めなければならない。このように、汚れ４５を回避してレーザ光を照射すると、受光面積の８０％以上にレーザ光を照射できない。
【００５２】
このように、異常部位の位置や大きさによって、その異常部位を回避できるか否かが左右される。ここでは、異常部位を完全に回避させた例を説明したが、これに限定されるものではない。要は、レーザ光の照射範囲３６に含まれる異常部位が最小となるように、レーザ光の照射方向及び照射範囲（集光／拡散）を演算すればよいので、レーザ光の照射範囲３６には異常部位が含まれていてもよい。したがって、光電変換部２１の受光面積に対して、異常部位の面積が２０％未満であるなら、レーザ光の照射方向や照射範囲を変化させないという選択肢もある。
ステップＳ２０２では、照射範囲を制御してからステップＳ１１６に移行する。
上記が車両側光給電制御処理である。
【００５３】
《作用》
次に、第２実施形態の作用について説明する。
光電変換部２１の異常部位を検出したときに（ステップＳ１１４の判定が“No”）、直ぐに光給電の実行を断念する必要はない。すなわち、レーザ光の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御すれば、異常部位を回避することができるからである。但し、ある程度の発電効率は維持する必要があるため、異常部位を回避しても、光電変換部２１の受光面積のうち、予め定めた閾値（例えば８０％）以上にレーザ光を照射できるかどうかを識別する。
【００５４】
そこで、異常部位を回避しても受光面積の閾値以上に照射できると判断された場合は（ステップＳ２０１の判定が“Yes”）、照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御してから（ステップＳ２０２）、光給電を実行する（ステップＳ１１６）。これにより、発電量の低減を抑制することができる。一方、異常部位を回避すると受光面積の閾値以上に照射できないと判断された場合は（ステップＳ２０１の判定が“No”）、光給電の実行を断念する（ステップＳ１０２）。これにより、非効率的な発電が継続されることを抑制できる。
第２実施形態において、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
【００５５】
《対応関係》
光照射部３１が「光照射部」に対応する。光源側制御部３５で実行するステップＳ２０２の処理が「第二の制御部」に対応する。
《効果》
次に、第２実施形態における主要部の効果を記す。
（１）第２実施形態に係る光給電システムは、レーザ光の照射範囲に含まれる異常部位が最小となるように、レーザ光の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御する。
このように、レーザ光の照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御することで、発電量の低減を抑制することができる。
【００５６】
《第３実施形態》
《構成》
第３実施形態は、異常部位が予め定めた所定期間にわたって維持されているときに、光電変換部２１に異常が生じている旨を報知するものである。
システム構成につては、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
図１０は、第３実施形態の車両側光給電制御処理を示すフローチャートである。
ここでは、ステップＳ３０１の処理を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様の処理を実行するため、共通する部分については、詳細な説明を省略する。
【００５７】
ステップＳ３０１は、ステップＳ１１４の処理で、光電変換部２１に異常部位があると判定された後に実行され、異常部位が予め定めた所定期間（例えば数週間）にわたって維持されているか否かを判定する。ここで、異常部位が所定期間にわたって維持されているときには、異常部位がクラック４６である可能性が高いと判断してステップＳ１１０に移行する。一方、異常部位が所定期間にわたって維持されていないときには、異常部位がクラック４６であるか汚れ４５であるかは判別できないと判断してステップＳ１０９に移行する。
【００５８】
ここで、異常部位の経時的な変化について説明する。
図１１は、ＥＬ画像を時系列で示した図である。
図中の（ａ）は、第一の時点でのＥＬ画像である。図中の（ｂ）は、第一の時点よりも後の第二の時点でのＥＬ画像である。図中の（ｃ）は、第二の時点よりも後の第三の時点でのＥＬ画像であって、この第三の時点は、第一の時点から予め定めた所定期間を経過した後の状態を示している。
【００５９】
第一の時点では、光電変換部２１の二箇所に異常部位が検出されているが、この時点では、夫々の異常部位が、汚れ４５に起因するのか、それともクラック４６に起因するのかは判別することができない。第二の時点では、依然として光電変換部２１の二箇所に異常部位が検出されている。しかしながら、第一の時点と比べて、汚れ４５が風雨に晒されて風化し、濃度が薄くなっている。一方、クラック４６には経時的な変化が見られない。第三の時点では、汚れ４５が略消失しているが、クラック４６にはやはり経時的な変化が見られない。このように、予め定めた所定時間が経過しても、異常部位の位置、形状、大きさが変化しないのであれば、それは汚れ４５ではなく、クラック４６である可能性が高いと判断することができる。
上記が車両側光給電制御処理である。
【００６０】
《作用》
次に、第３実施形態の作用について説明する。
光電変換部２１の異常部位を検出したときに（ステップＳ１１４の判定が“No”）、その旨を直ぐに報知しなくともよい。すなわち、光電変換部２１の表面に付着した鳥糞、花粉、水垢、埃等の汚れ４５であれば、放置していても、風雨に晒されて消えてゆくからである。一方、光電変換部２１の内部にクラック４６が生じているのであれば、放置しておくと、それが拡大することはあっても、解消されることはない。
【００６１】
そこで、検出された異常部位が、予め定めた所定期間（例えば数週間）にわたって維持されているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。なお、クラック４６は時間の経過と共に拡大することもあるため、異常部位が維持されるとは、当初、検出した異常部位において、発光輝度が増加したり（黒色が薄くなる）、面積が狭くなったりすることがない、という意味である。したがって、発光輝度が減少したり（黒色が濃くなる）、面積が広くなったりしても、異常部位が維持されているものと判断する。
【００６２】
そして、検出された異常部位が所定期間にわたって維持されているときには（ステップＳ３０１の判定が“Yes”）、それがクラック４６のように光電変換部２１の内部に生じている異常であると判断し、その旨を報知する（ステップＳ１１７、Ｓ１４１）。このように、異常部位の原因が、単なる汚れ４５であるのか、それとも内部に生じるクラック４６であるのかを、容易に、且つ的確に識別することができる。また、原因がクラック４６であることが判断できたときだけ報知を行なうため、光電変換部２１の修理や交換等のメンテナンスを乗員に促し、異常部位の早期解消を図ることができる。
【００６３】
一方、検出された異常部位を検出してから所定期間が経過していないときには（ステップＳ３０１の判定が“No”）、それが汚れ４５であるのか、クラック４６であるのかが不明である。そこで、異常部位を検出した旨は報知せず、光給電を実行する（ステップＳ１１６）。このように、異常部位の原因を特定できていない段階では、性急な報知をしないため、単なる汚れ４５のように軽微な異常によって、頻繁に報知がなされるといった事態を抑制することができる。さらに、原因を特定することよりも、先ずは発電を優先することにより、発電量の低減を抑制できる。
【００６４】
また、異常部位の発光輝度が増加したり、面積が狭くなったりしているときには（ステップＳ３０１の判定が“No”）、それが光電変換部２１の表面に付着した鳥糞、花粉、水垢、埃等の汚れ４５である可能性が高いと考えられる。そこで、異常部位を検出した旨は報知せず、光給電を実行する（ステップＳ１１６）。異常部位の原因が汚れ４５であるならば、清掃によって容易に解消することができ、仮に放置しておいても次第に消えてゆくものである。このように、単なる汚れ４５が原因であるときには、光給電を実行したとしても、非効率的な発電が長期化することはないので、発電を優先することにより、発電量の低減を抑制できる。
第３実施形態において、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
【００６５】
《対応関係》
報知部２３、及びステップＳ３０１、Ｓ１１７、Ｓ１４１の処理が「報知部」に対応する。
《効果》
次に、第３実施形態における主要部の効果を記す。
（１）第３実施形態に係る光給電システムは、検出した異常部位が、予め定めた所定期間にわたって維持されているときに、光電変換部２１の異常を報知する。
このように、異常部位が所定期間にわたって維持されているときに、光電変換部２１の異常を報知するため、異常部位の原因が、単なる汚れ４５であるのか、それとも内部に生じるクラック４６であるのかを、容易に、且つ的確に識別することができる。また、原因がクラック４６であることが判断できたときだけ報知を行なうため、光電変換部２１の修理や交換等のメンテナンスを乗員に促し、異常部位の早期解消を図ることができる。
【００６６】
《第４実施形態》
《構成》
第４実施形態は、異常部位の面積が予め定めた閾値以上であるときに、光電変換部２１に異常が生じている旨を報知するものである。
システム構成につては、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
図１２は、第４実施形態の車両側光給電制御処理を示すフローチャートである。
ここでは、ステップＳ４０１の処理を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様の処理を実行するため、共通する部分については、詳細な説明を省略する。
【００６７】
ステップＳ４０１は、ステップＳ１１４の処理で、光電変換部２１に異常部位があると判定された後に実行され、光電変換部２１の全受光面積に対して、異常部位の面積が予め定めた閾値（例えば２０％）以上である区画が存在するか否かを判定する。ここで、異常部位の面積が閾値以上であるときにはステップＳ１１０に移行する。一方、異常部位の面積が閾値未満であるときにはステップＳ１０９に移行する。
上記が車両側光給電制御処理である。
【００６８】
《作用》
次に、第４実施形態の作用について説明する。
光電変換部２１の異常部位を検出したときに（ステップＳ１１４の判定が“No”）、その旨を直ぐに報知しなくともよい。すなわち、光電変換部２１の全受光面積に対して、異常部位の面積が極僅かであるならば、発電効率が著しく低下することはないからである。但し、ある程度の発電効率は維持する必要があるため、光電変換部２１における全受光面積の８０％以上にレーザ光を照射できるかどうかを識別する。
【００６９】
そこで、光電変換部２１の全受光面積に対して、異常部位の面積が２０％未満であるときには（ステップＳ４０１の判定が“No”）、光給電を継続できると判断し、異常部位を検出した旨は報知せず、光給電を実行する（ステップＳ１１６）。このように、異常部位の面積が僅かであるときには、光電変換部２１の異常を報知せず、光給電の実行を許容することにより、光電変換部２１の修理や交換、又は清掃等といったメンテナンスまでの期間を延ばすことができる。したがって、メンテナンスの頻度を抑制することができる。さらに、発電量の低減を抑制することもできる。
【００７０】
一方、光電変換部２１の全受光面積に対して、異常部位の面積が２０％以上であるときには（ステップＳ４０１の判定が“Yes”）、光給電の継続は難しいと判断し、異常部位を検出した旨を報知し（ステップＳ１１７、Ｓ１４１）、光給電の実行を断念する（ステップＳ１０２）。これにより、異常のレベルに応じて、適切なタイミングで報知を行なうことができる。そして、光電変換部２１の修理や交換、又は清掃等のメンテナンスを乗員に促し、異常部位の早期解消を図ることができる。また、光給電を中止することにより、非効率的な発電が継続されることを抑制できる。
第４実施形態において、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。
【００７１】
《対応関係》
報知部２３、及びステップＳ４０１、Ｓ１１７、Ｓ１４１の処理が「報知部」に対応する。
《効果》
次に、第４実施形態における主要部の効果を記す。
（１）第４実施形態に係る光給電システムは、光電変換部２１のうち、異常部位の面積が、予め定めた閾値以上であるときに、光電変換部２１の異常を報知する。
このように、異常部位の面積が閾値以上であるときに報知を行なうため、検出された異常のレベルに応じて、適切なタイミングで報知を行なうことができる。また、異常部位の面積が閾値未満であるときには報知をしないので、メンテナンスの期間を延ばすことができる。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。また、各実施形態は、任意に組み合わせて採用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１１  光給電システム
１２  車載システム
１３  光源システム
１４  車両
２１  光電変換部
２２  充電部
２３  報知部
２４  車両側通信装置
２５  車両側制御部
３１  光照射部
３２  赤外線カメラ
３３  画像処理装置
３４  光源側通信装置
３５  光源側制御部
３６  照射範囲
４１  バックシート
４２  エヴァ
４３  強化ガラス
４４  セル
４５  汚れ
４６  クラック
【図１】
0006492839.tif 000002
【図２】
0006492839.tif 000003
【図３】
0006492839.tif 000004
【図４】
0006492839.tif 000005
【図５】
0006492839.tif 000006
【図６】
0006492839.tif 000007
【図７】
0006492839.tif 000008
【図８】
0006492839.tif 000009
【図９】
0006492839.tif 000010
【図１０】
0006492839.tif 000011
【図１１】
0006492839.tif 000012
【図１２】
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