(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電コイルを含み、前記給電コイルに電磁結合される受電コイルへ前記給電コイルから電力を供給するコイルユニットと、
前記コイルユニットに電力を供給する給電部と、
前記コイルユニットの少なくとも一部を含む検知空間と窓部材を挟んで対向するように配置され、前記窓部材を通して前記検知空間から入射する光を検知するセンサを有し、前記センサの出力に基づいて前記検知空間の異物の有無を検知する検知部と、
前記検知空間と前記窓部材を挟んで対向するように配置され、前記窓部材を通して前記検知空間から入射する光を受ける受光素子と、
前記受光素子の受光強度に基づいて前記窓部材の汚れの有無を判断し、前記受光素子の受光強度が閾値よりも低いときには汚れ有りと判断する判断部と、
前記判断部が汚れ有りと判断した場合に前記給電部での給電を行わないように、前記判断部の判断結果に基づいて前記給電部を制御する制御部とを備える
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
前記判断部は、前記給電部が給電を行っている給電期間に前記窓部材の汚れの有無を判断するように構成されており、
前記制御部は、前記給電期間において前記判断部が汚れ有りと判断すると、前記給電部での給電を停止するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。
【請求項３】
前記判断部は、前記給電部が給電を行っていない停止期間に前記窓部材の汚れの有無を判断するように構成されており、
前記制御部は、前記停止期間において前記判断部が汚れ有りと判断すると、前記給電部での給電を開始させないように構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記判断部が汚れ有りと判断したときに報知を行う報知部を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項５】
前記報知部は、前記判断部が汚れ有りと判断したときに、前記受電コイルを有する給電対象に対して報知信号を送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の非接触給電システム。
【請求項６】
前記窓部材を通して前記検知空間から前記センサ及び前記受光素子に入射する光を出力する発光素子を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項７】
前記受光素子の受光強度が所定値未満であれば前記発光素子が点灯し、前記受光素子の受光強度が前記所定値以上であれば前記発光素子が消灯するように、前記受光素子の受光強度に基づいて前記発光素子を制御する点灯部を更に備える
ことを特徴とする請求項６に記載の非接触給電システム。
【請求項８】
前記受電コイルを有する給電対象との通信を行う、通信部を更に備え、
前記判断部は、前記通信部と前記給電対象との通信が確立した状態で、前記窓部材の汚れの有無の判断を開始するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触で電力の伝送を行う非接触電力伝送装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の非接触電力伝送装置は、異物検出部と、送電部と、電力制御部とを備えている。送電部は、受電部に対して非接触で電力を送電する。受電部は、例えば車両に搭載される。受電部で受電された電力は、例えばバッテリの充電に用いられる。異物検出部は、送電部から受電部への電力伝送経路又はその近傍に位置する異物を検出する。電力制御部は、異物検出部により異物が検出されたか否かに応じて、送電部から送電する電力を制御する。特許文献１に記載の異物検出部は、例えば、光電センサ又は撮像装置等を用いて構成され、光、画像等の変化により、異物の有無を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３０２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の非接触電力伝送装置では、車止め等に異物検出部が取り付けられているため、異物検出部に汚れが付きやすい。異物検出部が汚れた状態では、異物検出部が正常に機能しなくなって、異物の存在が見落とされる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みてなされており、異物の存在が見落とされにくい非接触給電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る非接触給電システムは、給電コイルを含み、前記給電コイルに電磁結合される受電コイルへ前記給電コイルから電力を供給するコイルユニットと、前記コイルユニットに電力を供給する給電部と、前記コイルユニットの少なくとも一部を含む検知空間と窓部材を挟んで対向するように配置され、前記窓部材を通して前記検知空間から入射する光を検知するセンサを有し、前記センサの出力に基づいて前記検知空間の異物の有無を検知する検知部と、前記検知空間と前記窓部材を挟んで対向するように配置され、前記窓部材を通して前記検知空間から入射する光を受ける受光素子と、前記受光素子の受光強度に基づいて前記窓部材の汚れの有無を判断し、前記受光素子の受光強度が閾値よりも低いときには汚れ有りと判断する判断部と、前記判断部が汚れ有りと判断した場合に前記給電部での給電を行わないように、前記判断部の判断結果に基づいて前記給電部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、異物の存在が見落とされにくい非接触給電システムが得られる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る非接触給電システムの要部を示し図１ＢのＸ２−Ｘ２線断面図、図１Ｂは、同上の非接触給電システムの要部を示し図１ＡのＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図２】図２は、同上の非接触給電システムのブロック図である。
【図３】図３は、同上の非接触給電システムの概略図である。
【図４】図４は、同上の非接触給電システムの配置の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、同上の非接触給電システムの異物検知動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、同上の非接触給電システムの汚れ検知動作の第１動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、同上の非接触給電システムの汚れ検知動作の第２動作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】
【０００９】
以下の実施形態は、非接触給電システムに関し、特に給電コイルから受電コイルへ非接触で電力を供給する非接触給電システムに関する。
【００１０】
（１）概要
本実施形態に係る非接触給電システム１は、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、コイルユニット３と、給電部２１と、検知部５と、受光素子６と、判断部２５と、制御部２２とを備えている。
【００１１】
コイルユニット３は、給電コイル３１を含み、給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１へ給電コイル３１から電力を供給する。給電部２１は、コイルユニット３に電力を供給する。検知部５は、センサ５１，５２を有している。センサ５１，５２は、コイルユニット３の少なくとも一部を含む検知空間Ａ１と窓部材３５を挟んで対向するように配置され、窓部材３５を通して検知空間Ａ１から入射する光を検知する。検知部５は、センサ５１，５２の出力に基づいて検知空間Ａ１の異物の有無を検知する。
【００１２】
受光素子６は、検知空間Ａ１と窓部材３５を挟んで対向するように配置され、窓部材３５を通して検知空間Ａ１から入射する光を受ける。判断部２５は、受光素子６の受光強度に基づいて窓部材３５の汚れの有無を判断し、受光素子６の受光強度が閾値よりも低いときには汚れ有りと判断する。制御部２２は、判断部２５が汚れ有りと判断した場合に給電部２１での給電を行わないように、判断部２５の判断結果に基づいて給電部２１を制御する。
【００１３】
ここで、判断部２５で判断される窓部材３５の「汚れ」には、泥、土埃又は水垢等の屋外で一般的に付着する汚れの他、落ち葉又はビニール片等の物体が窓部材３５に付着した汚れも含む。また、検知部５のセンサ５１，５２が検知する「光」は、可視光に限らず、例えば赤外線等を含む。例えば、センサ５１がイメージセンサであれば、センサ５１が検知する「光」は主に可視光である。センサ５２が熱画像センサであれば、センサ５２が検知する「光」は主に赤外線（熱線）である。窓部材３５は、この「光」に対して光透過性を有している。つまり、窓部材３５は、透光性を有しているか、又は透明である。窓部材３５は、少なくともセンサ５１，５２の検知対象となる「光」を透過する性質を有している。とくに、センサ５１，５２がイメージセンサ又は熱画像センサであれば、窓部材３５を通して検知空間Ａ１の画像を明確に視認できるように、窓部材３５の材料は、透過光の拡散が生じにくい透明な性質であることが好ましい。なお、本実施形態では窓部材３５は非接触給電システム１の構成要素に含まれているが、窓部材３５は非接触給電システム１の構成要素に含まれていなくてもよい。
【００１４】
要するに、非接触給電システム１は、受光素子６及び判断部２５により、窓部材３５の汚れの有無を判断している。受光素子６は、窓部材３５に対して、センサ５１，５２と同じ側（検知空間Ａ１とは反対側）に位置する。そのため、受光素子６には、異物の有無を検知するための検知部５のセンサ５１，５２と同じように、検知空間Ａ１からの光が窓部材３５を通して入射する。よって、判断部２５は、受光素子６の受光強度に基づいて窓部材３５の汚れの有無を判断することで、検知部５の機能に影響するような窓部材３５の汚れの有無を判断できる。そして、受光素子６の受光強度が閾値よりも低い場合、つまり窓部材３５が汚れている場合には、給電部２１での給電を行わないように制御部２２によって給電部２１が制御される。
【００１５】
したがって、窓部材３５の汚れによって検知部５が正常に機能しない可能性がある状況では、給電部２１による給電が停止されることになる。その結果、異物の存在が見落とされにくい非接触給電システム１が得られる、という利点がある。
【００１６】
（２）詳細
以下、本実施形態の非接触給電システム１について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
（２．１）構成
まず、非接触給電システム１の全体構成について図２〜図４を参照して説明する。非接触給電システム１は、本体ユニット２と、給電コイル３１を有するコイルユニット３と、受電コイル４１を有する受電ユニット４と、検知部５と、受光素子６と、発光素子７とを備えている。本体ユニット２は、給電部２１を有している。受電ユニット４は、コイルユニット３を介して本体ユニット２から非接触で出力電力が供給されるように構成されている。出力電力は、本体ユニット２の給電部２１から給電コイル３１に交流電圧が印加されることにより、給電コイル３１から受電コイル４１に非接触で供給される電力である。
【００１８】
本実施形態では、受電ユニット４が車両１００に搭載されている場合を例に説明する。また、車両１００に搭載されている充電装置２０１及び蓄電池（バッテリ）２０２が負荷２００である場合を例に説明する。ここで、車両１００は、例えば蓄電池２０２に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する電動車両である。本実施形態では、電動機で生じる駆動力によって走行する電気自動車を電動車両の例として説明するが、電動車両は電気自動車に限らず、例えばハイブリッド電気自動車や二輪車（電動バイク）、電動自転車などであってもよい。
【００１９】
本体ユニット２は、商用電源（系統電源）や、太陽光発電設備などの発電設備から供給される電力を受けて、コイルユニット３を介して出力電力を受電ユニット４に非接触で供給する。本実施形態では、交流電力が商用電源１０（図２参照）から本体ユニット２に供給される場合について説明するが、直流電力が直流電源から本体ユニット２に供給されてもよい。
【００２０】
本体ユニット２は、図３及び図４に示すように、例えば商業施設や公共施設、又は集合住宅などの駐車場に設置される充電スタンドである。コイルユニット３は、駐車場の床あるいは地面などの設置面３００に設置される。ここで、図４における一対の「３０１」は、それぞれ車両１００用の車止めである。図４における一対の「３０２」は、それぞれ車両１００用の駐車スペースを規定する白線である。また、本体ユニット２は、地中に配線されたケーブル８（図３参照）により、コイルユニット３に電気的に接続されている。
【００２１】
本体ユニット２は、コイルユニット３上に駐車された車両１００の受電ユニット４に対して非接触で出力電力を供給する。このとき、受電ユニット４の受電コイル４１は、給電コイル３１の上方に位置することで、給電コイル３１と電磁結合（電界結合と磁界結合との少なくとも一方）される。すなわち、本実施形態の非接触給電システム１では、上下方向（鉛直方向）が給電コイル３１と受電コイル４１との配列方向になる。なお、給電コイル３１は、設置面３００から露出するように設置される構成に限らず、設置面３００に埋め込まれるように設置されていてもよい。つまり、コイルユニット３は、設置面３００に埋め込まれるように設置されていてもよい。
【００２２】
本体ユニット２は、図２に示すように、給電部２１と、制御部２２と、処理部２３と、通信部２４と、判断部２５と、報知部２６と、点灯部２７とを備えている。これらの給電部２１、制御部２２、処理部２３、通信部２４、判断部２５、報知部２６、及び点灯部２７は、本体ユニット２の筐体２０（図３参照）に収納されている。
【００２３】
給電部２１は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ回路と、インバータ回路とを備えている。給電部２１は、商用電源１０から供給される交流電力を受けて、制御部２２の制御に応じて、給電コイル３１に交流電圧を印加する。また、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路は、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路としても機能する。
【００２４】
制御部２２、処理部２３及び判断部２５は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として備えている。マイコンは、そのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、制御部２２、処理部２３及び判断部２５としての機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。
【００２５】
制御部２２は、給電コイル３１に交流電圧が印加される（交流電流が流れる）ように給電部２１を制御することで、給電コイル３１から受電コイル４１に非接触で給電させる。また、制御部２２は、処理部２３及び判断部２５の判断結果に基づいて給電部２１を制御するように構成されている。
【００２６】
処理部２３は、検知部５の出力に基づいて、検知空間Ａ１（図３参照）における異物の有無、及び異物の種類を判断するように構成されている。ここで、検知空間Ａ１は、コイルユニット３の少なくとも一部を含むように設定されている。本実施形態では、検知空間Ａ１は、コイルユニット３の第１筐体３４１（後述する）の上面上の空間である。処理部２３の判断処理については「（２．２）異物検知動作」の欄で詳しく説明する。
【００２７】
通信部２４は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信手段により、受電ユニット４の通信部４５との間で通信を行うように構成されている。本体ユニット２の通信部２４と、受電ユニット４の通信部４５との間の通信は、無線通信であってもよい。
【００２８】
判断部２５は、受光素子６の受光強度に基づいて窓部材３５の汚れの有無を判断する。判断部２５の判断処理については「（２．３）汚れ検知動作」の欄で詳しく説明する。
【００２９】
報知部２６は、判断部２５が汚れ有りと判断したときに報知を行うように構成されている。報知部２６は、例えば表示灯又はブザー等を含んでおり、光（表示）又は音によって、本体ユニット２の周囲の人に対して報知を行う。さらに、報知部２６は、判断部２５が汚れ有りと判断したときに、受電コイル４１を有する給電対象（本実施形態では受電ユニット４）に対して報知信号を送信するように構成されている。これにより、判断部２５が汚れ有りと判断したことは、給電対象である受電ユニット４、又は受電ユニット４が搭載されている車両１００にて報知可能となる。
【００３０】
点灯部２７は、発光素子７を制御する。点灯部２７は、少なくとも発光素子７の点灯と消灯とを切替可能である。本実施形態では、発光素子７はコイルユニット３に設けられているので、点灯部２７は、ケーブル８を介して発光素子７を制御する。
【００３１】
コイルユニット３は、給電コイル３１と、一対のコンデンサ３２，３３とを有している。給電コイル３１、及び一対のコンデンサ３２，３３は、筐体３４（図３参照）に収納されている。筐体３４は、本体ユニット２の筐体２０とは別体である。筐体３４は、第１筐体３４１（図３参照）と、第２筐体３４２（図３参照）とで構成されている。第１筐体３４１は、扁平な箱状に形成されており、少なくとも給電コイル３１が収納される。第２筐体３４２は、箱状であって、第１筐体３４１と一体に形成されている。第２筐体３４２は、第１筐体３４１の長手方向の一端部に位置しており、第１筐体３４１の上面から上方に突出している。筐体３４は合成樹脂製である。なお、筐体３４は、少なくとも一部が金属製であってもよい。
【００３２】
給電コイル３１は、平面視において導線が渦巻き状に巻かれたスパイラル型のコイルである。本実施形態では、給電コイル３１は、平面視において外形が長方形状になるように形成されている。給電コイル３１は、一対のコンデンサ３２，３３とともに共振回路を構成している。
【００３３】
受電ユニット４は、給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１と、一対のコンデンサ４２，４３と、整流平滑回路４４と、通信部４５とを備えている。受電ユニット４の出力端には、負荷２００（本実施形態では、充電装置２０１及び蓄電池２０２）が電気的に接続されている。
【００３４】
受電コイル４１は、例えば給電コイル３１と同様にスパイラル型のコイルである。受電コイル４１は、一対のコンデンサ４２，４３と共に共振回路を構成している。整流平滑回路４４は、受電コイル４１の両端間に発生する交流電圧を整流、平滑する。そして、整流平滑回路４４は、整流及び平滑により得られる直流電圧を負荷２００に出力する。
【００３５】
通信部４５は、受電ユニット４を搭載した車両１００がコイルユニット３の上方に駐車され、本体ユニット２又は車両１００において給電開始のための所定操作がなされることにより、本体ユニット２の通信部２４との通信を確立する。通信部４５と通信部２４との間の通信は、給電部２１が給電を終了するまで継続的に行われる。
【００３６】
本実施形態の非接触給電システム１は、給電コイル３１を含む共振回路と、受電コイル４１を含む共振回路とを共鳴させることにより電力の伝送を行う磁界共鳴方式（磁気共鳴方式）を採用している。このため、本実施形態の非接触給電システム１は、給電コイル３１と受電コイル４１とが比較的離れた状態でも、本体ユニット２の出力電力を受電ユニット４に対して高効率で伝送可能である。本体ユニット２から受電ユニット４への出力電力の伝送方式は、磁界共鳴方式に限らず、例えば電磁誘導方式やマイクロ波伝送方式などであってもよい。
【００３７】
検知部５は、（第１の）センサ５１と、（第２の）センサ５２とを有している。センサ５１は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサ又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）センサ等のイメージセンサを備えている。センサ５１は、検知空間Ａ１からの光（可視光）を検知して画像信号を生成し、画像信号を処理部２３に出力する。処理部２３は、画像信号を処理することで、検知空間Ａ１の画像データを生成する。処理部２３は、生成した画像データに基づいて異物の有無を判断する。
【００３８】
センサ５２は、例えば熱画像センサ（サーモグラフィ）を備えている。センサ５２は、検知空間Ａ１からの光（赤外線）を検知して熱画像信号を生成し、熱画像信号を処理部２３に出力する。処理部２３は、熱画像信号を処理することで、検知空間Ａ１の温度分布を、二次元配置された複数の画素にて表す熱画像データを生成する。処理部２３は、生成した熱画像データに基づいて異物の種類を判断する。
【００３９】
センサ５１，５２はコイルユニット３の筐体３４内に設けられている。センサ５１，５２は、ケーブル８を介して、本体ユニット２の処理部２３に電気的に接続されている。本実施形態では、センサ５１及びセンサ５２は、それぞれケーブル８を通して信号を処理部２３に送信しているが、他の構成であってもよい。例えば、センサ５１及びセンサ５２は、それぞれ無線通信により信号を処理部２３に送信する構成であってもよい。また、処理部２３は、本体ユニット２ではなくコイルユニット３に設けられていてもよい。この場合、センサ５１，５２は処理部２３に対して直接的に接続されていてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態では処理部２３は検知部５の構成要素には含まれないが、処理部２３が検知部５の構成要素に含まれていてもよい。つまり、処理部２３は、センサ５１，５２の出力に基づいて、検知空間Ａ１における異物の有無、及び異物の種類を判断するので、検知部５の構成要素であってもよい。
【００４１】
センサ５１，５２は、第２筐体３４２に収納されている。具体的には、センサ５１，５２を有する検知部５は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１基板３７１に実装され、第１基板３７１ごと第２筐体３４２に収納されている。第２筐体３４２のうち、検知空間Ａ１と検知部５の間となる位置には矩形状の第１窓孔３４３が形成されている。第１窓孔３４３には、光透過性の窓部材３５が嵌め込まれている。窓部材３５は、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する材料によって形成されている。これにより、検知部５は、第１筐体３４１の上面上に設定された検知空間Ａ１に対して、窓部材３５を挟んで対向する。そのため、検知部５のセンサ５１，５２は、窓部材３５を通して、検知空間Ａ１から入射する光を検知することになる。
【００４２】
ところで、受光素子６は、検知空間Ａ１と窓部材３５を挟んで対向するように配置されている。つまり、受光素子６は、センサ５１，５２と同様に、第２筐体３４２に収納されている。受光素子６は、受光強度に応じた電気信号を出力する素子であって、例えばフォトダイオード又はフォトトランジスタからなる。受光素子６は、第１基板３７１に実装され、第１基板３７１ごと第２筐体３４２に収納されている。よって、受光素子６は、検知部５と同様に、第１筐体３４１の上面上に設定された検知空間Ａ１に対して、窓部材３５を挟んで対向する。そのため、受光素子６は、窓部材３５を通して、検知空間Ａ１から入射する光を検知することになる。
【００４３】
このように、受光素子６はコイルユニット３の筐体３４内に設けられている。そのため、受光素子６は、ケーブル８を介して、本体ユニット２の判断部２５に電気的に接続されている。本実施形態では、受光素子６は、それぞれケーブル８を通して信号を判断部２５に送信しているが、他の構成であってもよい。例えば、受光素子６の出力する電気信号は、無線通信により判断部２５に送信されてもよい。また、判断部２５は、本体ユニット２ではなくコイルユニット３に設けられていてもよい。この場合、受光素子６は判断部２５に対して直接的に接続されていてもよい。
【００４４】
また、発光素子７は、窓部材３５を通して検知空間Ａ１からセンサ５１，５２及び受光素子６に入射する光を出力する。発光素子７は、電力供給を受けて発光する素子であって、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はＬＤ（Laser Diode）からなる。発光素子７は、少なくともセンサ５１が感度を有する波長域（可視光）、及びセンサ５２が感度を有する波長域（赤外線）の成分を含む光を出力する。本実施形態では、発光素子７から検知空間Ａ１に出力された光の反射光が、窓部材３５を通してセンサ５１，５２及び受光素子６に入射する。発光素子７が点灯することにより、例えば夜間で非接触給電システム１の周囲に光源（照明器具又は熱源）が存在しない場合でも、センサ５１，５２及び受光素子６は、発光素子７からの光を利用して、検知空間Ａ１からの光を検知可能となる。発光素子７は点灯部２７にて制御される。発光素子７は、検知部５での異物の検知を行う際、及び判断部２５での窓部材３５の汚れの有無の判断を行う際に点灯していればよいので、点灯部２７は発光素子７を間欠的に点灯させることが好ましい。
【００４５】
発光素子７は、センサ５１，５２と同様に、第２筐体３４２に収納されている。具体的には、発光素子７は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第２基板３７２に実装され、第２基板３７２ごと第２筐体３４２に収納されている。第２筐体３４２のうち、検知空間Ａ１と発光素子７の間となる位置には矩形状の第２窓孔３４４が形成されている。第２窓孔３４４には、光透過性の出射窓３６が嵌め込まれている。出射窓３６は、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する材料によって形成されている。これにより、発光素子７は、第１筐体３４１の上面上に設定された検知空間Ａ１に対して、出射窓３６を挟んで対向する。そのため、発光素子７は、出射窓３６を通して、検知空間Ａ１に光を出力することになる。例えば、発光素子７が検知空間Ａ１に含まれる第１筐体３４１の上面に光を照射することで、第１筐体３４１の上面での反射光が、窓部材３５を通してセンサ５１，５２及び受光素子６に入射する。
【００４６】
ここで、発光素子７からの光が、第２筐体３４２内の空間を通って、つまり窓部材３５を通らずに、センサ５１，５２及び受光素子６に入射することがないよう、発光素子７は、センサ５１，５２及び受光素子６から離れて配置される。本実施形態では、第１窓孔３４３と第２窓孔３４４とは、第１筐体３４１の短手方向に沿って並んでいる。検知空間Ａ１側から見て、第１窓孔３４３が左側、第２窓孔３４４が右側に位置する。
【００４７】
（２．２）異物検知動作
以下、本実施形態の非接触給電システム１において、検知空間Ａ１における異物の有無、及び異物の種類を判断する動作（異物検知動作）について説明する。
【００４８】
本実施形態では、処理部２３は、図５に示すように、給電部２１が給電していない停止期間において、第１判断処理と第２判断処理とを組み合わせて、検知空間Ａ１における異物の有無、及び異物の種類を判断する。ここで、処理部２３が停止期間の全体にわたって異物の有無、及び異物の種類を判断するのは非効率的である。したがって、処理部２３は、例えば給電部２１からの給電を開始する前に異物の有無、及び異物の種類を判断するのが好ましい。本実施形態では、処理部２３は、給電の開始を指示する指令を車両１００から受けたときに、異物の有無、及び異物の種類を判断する。その他、処理部２３は、本体ユニット２において給電の開始を指示する操作がなされたときに、異物の有無、及び異物の種類を判断してもよい。
【００４９】
まず、処理部２３は、検知空間Ａ１における異物の有無を判断する第１判断処理を実行する（ステップＳ１）。処理部２３は、第１判断処理において検知空間Ａ１に異物が存在すると判断した場合、次に第２判断処理を実行する。また、処理部２３は、第１判断処理において検知空間Ａ１に異物が存在しないと判断した場合、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を開始させる（ステップＳ６）。
【００５０】
第２判断処理は、異物が生体（例えば猫や人間の子供など）であるか否かを判断する生体判断処理と、異物が金属であるか否かを判断する金属判断処理とに分けられる。つまり、第２判断処理は、異物の種類を判別する処理である。処理部２３は、第２判断処理として、まず生体判断処理を実行する（ステップＳ２）。
【００５１】
処理部２３は、生体判断処理において異物が生体でないと判断した場合、次に第２判断処理として金属判断処理を実行する（ステップＳ３）。また、処理部２３は、生体判断処理において異物が生体であると判断した場合、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を開始させない（ステップＳ４）。
【００５２】
さらに、処理部２３は、金属判断処理において異物が金属でないと判断した場合、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を開始させる（ステップＳ６）。また、処理部２３は、金属判断処理において異物が金属であると判断した場合、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を開始させない（ステップＳ５）。
【００５３】
処理部２３は、ステップＳ６にて給電部２１からの給電を開始した後、つまり給電部２１が給電を行っている給電期間において、検知空間Ａ１への異物の侵入の有無を判断する侵入判断処理を実行する（ステップＳ７）。処理部２３は、侵入判断処理において検知空間Ａ１への異物の侵入があると判断した場合、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を停止させる（ステップＳ８）。その後、処理部２３は、ステップＳ２に戻って第２判断処理（生体判断処理、金属判断処理）を実行することで、侵入した異物の種類を判断する。処理部２３は、侵入判断処理において検知空間Ａ１への異物の侵入がないと判断した場合、給電部２１からの給電を継続させる。
【００５４】
以下、第１判断処理、第２判断処理（生体判断処理、金属判断処理）、及び侵入判断処理について、もう少し詳しく説明する。
【００５５】
処理部２３は、第１判断処理において、センサ５１に検知空間Ａ１を撮像させる。そして、処理部２３は、センサ５１で撮像された画像に基づいて異物の有無を判断する。具体的には、処理部２３は、検知空間Ａ１に異物が存在しない状態で予め撮像された画像（背景画像）データと、第１判断処理において撮像した画像データとから、差分画像を生成する。処理部２３は、画素ごとに差分を検出してもよいし、複数の画素で構成されるセグメントごとに差分を検出してもよい。そして、処理部２３は、例えば差分画像において画素値（例えば輝度値）が閾値を超えている画素数が規定数以上であれば、検知空間Ａ１に異物が存在すると判断する。また、処理部２３は、差分画像において画素値が閾値を超えている画素数が規定数未満であれば、検知空間Ａ１に異物が存在しないと判断する。
【００５６】
次に、第２判断処理における生体判断処理について説明する。処理部２３は、生体判断処理において、センサ５２に異物の温度を測定させ、測定により得られた異物の温度と閾値とを比較する。本実施形態では、第１判断処理において、異物の位置を画像によりある程度特定できる。そこで、処理部２３は、画像における異物の位置をセンサ５２で撮像された熱画像に反映し、熱画像における異物の位置での温度を異物の温度と見做して閾値と比較する。処理部２３は、異物の温度が閾値と等しい場合、異物が生体であると判断し、異物の温度が閾値と等しくない場合、異物が生体ではないと判断する。ここで、生体判断処理における閾値は、生体の表面温度に相当する温度（例えば３７度）である。
【００５７】
次に、第２判断処理における金属判断処理について説明する。処理部２３は、金属判断処理において、センサ５２に異物の温度を測定させる。そして、処理部２３は、測定により得られた異物の温度を初期温度としてメモリに記憶させる。次に、処理部２３は、予備給電の開始を指示する指令を制御部２２に与える。指令を受けた制御部２２は、給電部２１を制御することで予備給電を開始する。ここで、予備給電とは、受電コイル４１に出力電力を供給する給電期間中よりも小さな電流を給電コイル３１に供給することをいう。
【００５８】
処理部２３は、予備給電中において、センサ５２に異物の温度を再度測定させる。そして、処理部２３は、予備給電中における異物の温度と、メモリに記憶させた初期温度とを比較する。処理部２３は、初期温度に対して異物の温度が上昇している場合、異物が金属であると判断し、初期温度に対して異物の温度が上昇していない、又は殆ど上昇していない場合、異物が金属ではないと判断する。
【００５９】
次に、侵入判断処理について説明する。処理部２３は、侵入判断処理において、センサ５１に検知空間Ａ１を撮像させる。そして、処理部２３は、第１判断処理と同様に、センサ５１で撮像された画像に基づいて異物の有無を判断する。
【００６０】
（２．３）汚れ検知動作
以下、非接触給電システム１において、窓部材３５の汚れの有無を判断する動作（汚れ検知動作）について説明する。ここでは、汚れ検知動作として、図６に示す第１動作と、図７に示す第２動作との２種類の動作を例示する。第１動作は、給電部２１が給電を行っている給電期間か、給電部２１が給電を行っていない停止期間かにかかわらず、定期的に、窓部材３５の汚れの有無を判断する動作である。第２動作は、給電部２１が給電を開始する直前に、窓部材３５の汚れの有無を判断する動作である。
【００６１】
第１動作においては、判断部２５は、図６に示すように、まず受光素子６の受光強度Ｖ１を取得する（ステップＳ１１）。そして、判断部２５は、受光強度Ｖ１を閾値Ｖ０と比較する（ステップＳ１２）。受光強度Ｖ１が閾値Ｖ０よりも低いときには（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、判断部２５は、窓部材３５が汚れている（汚れ有り）と判断する（ステップＳ１３）。受光強度Ｖ１が閾値Ｖ０以上であれば（Ｓ１２：Ｎｏ）、判断部２５は、窓部材３５が汚れていない（汚れ無し）と判断してステップＳ１１に戻る。
【００６２】
判断部２５は、窓部材３５の汚れ有りと判断した場合、給電部２１が給電中であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。給電部２１が給電中であれば（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、つまり給電部２１が給電を行っている給電期間であれば、判断部２５は、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を停止させる（ステップＳ１５）。その後、判断部２５は、報知部２６に指令を与えることで、判断部２５が汚れ有りと判断したことを報知部２６に報知させる（ステップＳ１６）。給電部２１が給電中でなければ（Ｓ１４：Ｎｏ）、つまり給電部２１が給電を行っていない停止期間であれば、判断部２５は、ステップＳ１５をスキップして、ステップＳ１６に移行する。
【００６３】
第２動作においては、判断部２５は、図７に示すように、まず通信部２４から、通信部２４と受電ユニット４（給電対象）の通信部４５との通信状態を取得する、通信チェックを行う（ステップＳ２１）。そして、判断部２５は、通信チェックで取得した通信状態から、通信部２４と通信部４５との通信が確立しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。このとき、通信無し、つまり通信部２４と通信部４５との通信が確立していないと判断されると（Ｓ２２：Ｎｏ）、判断部２５は、ステップＳ２１に戻る。
【００６４】
一方、通信有り、つまり通信部２４と通信部４５との通信が確立していると判断されると（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、判断部２５は、受光素子６の受光強度Ｖ１を取得する（ステップＳ２３）。そして、判断部２５は、受光強度Ｖ１を閾値Ｖ０と比較する（ステップＳ２４）。受光強度Ｖ１が閾値Ｖ０よりも低いときには（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、判断部２５は、窓部材３５が汚れている（汚れ有り）と判断する（ステップＳ２５）。判断部２５は、窓部材３５の汚れ有りと判断した場合、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を停止させる（ステップＳ２６）。その後、判断部２５は、報知部２６に指令を与えることで、判断部２５が汚れ有りと判断したことを報知部２６に報知させる（ステップＳ２７）。
【００６５】
受光強度Ｖ１が閾値Ｖ０以上であれば（Ｓ２４：Ｎｏ）、判断部２５は、窓部材３５が汚れていない（汚れ無し）と判断してステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では、給電指令の有無を判断する。ここでいう給電指令は、負荷２００にて発生する指令であって、通信部４５と通信部２４との間の通信によって本体ユニット２に伝達される。負荷２００が受電可能な状態にあれば給電指令が有り、蓄電池２０２が満充電になるなどして負荷２００が受電可能な状態になければ給電指令は無くなる。給電指令が有る場合（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、判断部２５は、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を開始させ（ステップＳ２９）、ステップＳ２２に戻る。給電指令が無い場合（Ｓ２８：Ｎｏ）、判断部２５は、制御部２２に指令を与えることで給電部２１からの給電を停止させ（ステップＳ３０）、ステップＳ２２に戻る。
【００６６】
なお、給電部２１が給電を開始する前においては、ステップＳ２６及びステップＳ３０は、給電部２１からの給電を開始させない処理となる。
【００６７】
このように、非接触給電システム１は、汚れ検知動作により、検知部５の機能に影響するような窓部材３５の汚れの有無を判断する。そして、給電部２１が給電を行っている給電期間において判断部２５が汚れ有りと判断すると、制御部２２は、給電部２１での給電を停止する。また、給電部２１が給電を行っていない停止期間において判断部２５が汚れ有りと判断すると、制御部２２は、給電部２１での給電を開始させない。つまり、判断部２５が汚れ有りと判断した場合、給電部２１での給電を行わないように制御部２２によって給電部２１が制御される。したがって、窓部材３５の汚れによって検知部５が正常に機能しない可能性がある状況では、給電部２１による給電が停止されることになる。
【００６８】
しかも、判断部２５が汚れ有りと判断したことは報知部２６によって報知される。そのため、窓部材３５が汚れているために検知部５が正常に機能しない可能性がある状況では、ユーザに報知が行われる。したがって、ユーザは窓部材３５の汚れを早期に発見でき、必要に応じて汚れの除去（窓部材３５の清掃や補修等）を実施できる。
【００６９】
ところで、受光素子６は検知空間Ａ１から入射する光を受けるので、例えば夜間で非接触給電システム１の周囲に光源（照明器具又は熱源）が存在しない場合、窓部材３５が汚れていなくても検知空間Ａ１から受光素子６に十分な光が入射しないことがある。このような場合でも、発光素子７が出力する光を利用して、判断部２５は、上述したような汚れ検知動作を継続することができる。ただし、例えば昼間などで検知空間Ａ１が十分に明るい場合には、発光素子７は消灯していてもよい。
【００７０】
そこで、点灯部２７は、受光素子６の受光強度Ｖ１に基づいて発光素子７を制御するように構成されていることが好ましい。具体的には、点灯部２７は、受光素子６の受光強度Ｖ１が所定値未満であれば発光素子７が点灯し、受光素子６の受光強度Ｖ１が所定値以上であれば発光素子７が消灯するように、発光素子７を制御する。ここで、点灯部２７で用いられる所定値と、判断部２５での判断に用いられる閾値Ｖ０とは、同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
【００７１】
（３）利点
以上説明したように、本実施形態の非接触給電システム１は、受光素子６及び判断部２５により、窓部材３５の汚れの有無を判断している。つまり、判断部２５は、受光素子６の受光強度に基づいて窓部材３５の汚れの有無を判断することで、検知部５の機能に影響するような窓部材３５の汚れの有無を判断する。そして、受光素子６の受光強度が閾値よりも低い場合、つまり窓部材３５が汚れている場合には、給電部２１での給電を行わないように制御部２２によって給電部２１が制御される。したがって、窓部材３５の汚れによって検知部５が正常に機能しない可能性がある状況では、給電部２１による給電が停止される。その結果、異物の存在が見落とされにくい非接触給電システム１が得られる、という利点がある。
【００７２】
また、本実施形態のように、判断部２５は、給電部２１が給電を行っている給電期間に窓部材３５の汚れの有無を判断するように構成されていることが好ましい。この場合に、制御部２２は、給電期間において判断部２５が汚れ有りと判断すると、給電部２１での給電を停止するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、給電期間において窓部材３５が汚れた場合には、給電部２１での給電が強制的に停止される。したがって、給電期間において窓部材３５が汚れた場合に、検知部５が正常に機能しない可能性がある状況で給電が継続されることが防止される。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、給電期間には判断部２５が窓部材３５の汚れの有無を判断しなくてもよい。
【００７３】
また、本実施形態のように、判断部２５は、給電部２１が給電を行っていない停止期間に窓部材３５の汚れの有無を判断するように構成されていることが好ましい。この場合に、制御部２２は、停止期間において判断部２５が汚れ有りと判断すると、給電部２１での給電を開始させないように構成されていることが好ましい。この構成によれば、給電対象（本実施形態では受電ユニット４）が存在しない状況でも、判断部２５は窓部材３５の汚れの有無を判断できるので、窓部材３５が汚れている場合に汚れの除去（清掃等）が容易になる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、停止期間には判断部２５が窓部材３５の汚れの有無を判断しなくてもよい。
【００７４】
また、本実施形態のように、非接触給電システム１は、判断部２５が汚れ有りと判断したときに報知を行う報知部２６を更に備えることが好ましい。この構成によれば、ユーザは報知を受けて窓部材３５の汚れを早期に発見でき、必要に応じて汚れの除去（窓部材３５の清掃や補修等）を実施できる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、報知部２６は省略されていてもよい。
【００７５】
この場合、本実施形態のように、報知部２６は、判断部２５が汚れ有りと判断したときに、受電コイル４１を有する給電対象（本実施形態では受電ユニット４）に対して報知信号を送信するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、判断部２５が汚れ有りと判断したことは、給電対象にて報知可能となり、ユーザが報知を受けやすくなる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、報知部２６は、給電対象に報知信号を送信しなくてもよい。
【００７６】
また、本実施形態のように、非接触給電システム１は、窓部材３５を通して検知空間Ａ１からセンサ５１，５２及び受光素子６に入射する光を出力する発光素子７を更に備えることが好ましい。この構成によれば、例えば夜間で非接触給電システム１の周囲に光源（照明器具又は熱源）が存在しない場合でも、検知部５での異物の検知が可能になり、判断部２５での窓部材３５の汚れの有無の判断が可能になる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、発光素子７は省略されていてもよい。
【００７７】
この場合、本実施形態のように、非接触給電システム１は、受光素子６の受光強度に基づいて発光素子７を制御する点灯部２７を更に備えることが好ましい。点灯部２７は、受光素子６の受光強度が所定値未満であれば発光素子７が点灯し、受光素子６の受光強度が所定値以上であれば発光素子７を消灯するように、発光素子７を制御する。この構成によれば、発光素子７からの光が不要な場合には発光素子７が消灯するので、発光素子７での消費電力量が少なく抑えられる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、点灯部２７は省略されていてもよい。
【００７８】
また、本実施形態のように、非接触給電システム１は、受電コイル４１を有する給電対象（本実施形態では受電ユニット４）との通信を行う、通信部２４を更に備えることが好ましい。この場合、判断部２５は、通信部２４と給電対象（の通信部４５）との通信が確立した状態で、窓部材３５の汚れの有無の判断を開始するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、給電コイル３１から受電コイル４１への給電が可能な状態になってから、窓部材３５の汚れの有無の判断が開始されるので、判断部２５での消費電力量が少なく抑えられる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、通信部２４は省略されていてもよい。
【００７９】
また、本実施形態のように、非接触給電システム１は、受電コイル４１を更に備えているのが好ましい。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、非接触給電システム１は受電コイル４１を備えていなくてもよい。
【００８０】
（４）変形例
ただし、上記実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されない。したがって、上記実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。
【００８１】
上記実施形態では、検知部５がセンサ５１とセンサ５２とを備えているが、センサ５１のみを備えていてもよいし、センサ５２のみを備えていてもよい。また、検知部５は、コイルユニット３の少なくとも一部を含む検知空間Ａ１の異物を検知できればよく、センサ５１やセンサ５２に加えて、例えば超音波センサを備えていてもよい。
【００８２】
また、センサ５１，５２及び受光素子６は、コイルユニット３に限らず、例えば本体ユニット２に配置されていてもよい。さらに、センサ５１，５２及び受光素子６は、例えば車止め３０１（図３参照）に配置されていてもよい。センサ５１，５２及び受光素子６は、検知空間Ａ１に対して車両１００の後方側に限らず、検知空間Ａ１に対してに対して車両１００の側方又は前方側に配置されていてもよい。つまり、センサ５１，５２及び受光素子６は、検知空間Ａ１からの光を検知可能な位置に配置されていればよい。
【００８３】
また、センサ５１，５２は、例えば全方位ミラーや全方位レンズなどの超広角の光学部材と組み合わせて用いられてもよい。この場合、スパイラル型の給電コイル３１の中空部に、センサ５１，５２が配置されていれば、第１筐体３４１の上面の略全域を検知空間Ａ１に含めることが可能である。なお、この場合、光学部材が車両１００に踏まれないように、又は車両１００に踏まれても破損しない構成を採用することが好ましい。
【００８４】
また、センサ５１，５２は、受光素子６に兼用されてもよい。つまり、受光素子６は、センサ５１，５２と別に設けられていなくてもよい。この場合、判断部２５は、センサ５１，５２の出力を受光素子６の出力として用いて、窓部材３５の汚れの有無を判断する。
【００８５】
また、非接触給電システム１にて非接触で出力電力が供給される負荷は、電動車両に限らず、例えば、携帯電話機やスマートフォンなどの蓄電池を備えた電気機器、又は蓄電池を備えない照明器具などの電気機器であってもよい。
【００８６】
また、上記実施形態において、受信強度及び閾値等の２値間の比較にて、「以上」としているところは、２値が等しい場合と、２値の一方が他方を上回っている場合との両方を含むことを意味している。ただし、これに限らず、「以上」は、２値の一方が他方を上回っている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、閾値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「以下」においても「未満」と同義であってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  非接触給電システム
３  コイルユニット
４  受電ユニット（給電対象）
５  検知部
６  受光素子
７  発光素子
２１  給電部
２２  制御部
２４  通信部
２５  判断部
２６  報知部
２７  点灯部
３１  給電コイル
３５  窓部材
４１  受電コイル
５１，５２  センサ
Ａ１  検知空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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