(57)【要約】【課題】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。【解決手段】筐体３４は、センサユニット５の一部を収納する。回転機構６は、第１位置、第２位置、及び第３位置を含む複数の位置の間でセンサユニット５を回転させる。第１位置及び第２位置は、検知空間Ａ１内でのセンサ５１，５２の視野が互いに異なるときのセンサユニット５の位置である。第３位置は、窓部５３が筐体３４に収納されるときのセンサユニット５の位置である。回転制御部は、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知しない非検知期間に、センサユニット５が第３位置に位置するように、回転機構６を制御する。回転制御部は、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知する検知期間に、センサユニット５が第１位置と第２位置との間で回転するように、回転機構６を制御する。【選択図】図１
2017135841.tif 000002
【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、
センサ及びセンサを収納するケースを有し、前記コイルユニットの少なくとも一部を含む検知空間から、前記ケースの一部に設けられた窓部を通して前記センサに入射する光を前記センサで検知するセンサユニットと、
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処理部と、
前記センサユニットの一部を収納する筐体と、
前記検知空間内での前記センサの視野が互いに異なる第１位置及び第２位置、並びに前記窓部が前記筐体に収納される第３位置を含む複数の位置の間で前記センサユニットを回転させる回転機構と、
前記処理部が前記検知空間の異物の有無を検知しない非検知期間に、前記センサユニットが前記第３位置に位置し、前記処理部が前記検知空間の異物の有無を検知する検知期間に、前記センサユニットが前記第１位置と前記第２位置との間で回転するように、前記回転機構を制御する回転制御部とを備える
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
前記コイルユニットに電力を供給する給電部と、
前記処理部が前記検知空間に異物が有る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、前記処理部の検知結果に基づいて前記給電部を制御する制御部とを更に備える
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】
前記回転制御部は、前記検知期間において、前記センサユニットが前記第１位置と前記第２位置との間を往復するように、前記センサユニットの回転の向きを周期的に変化させる
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、
前記回転制御部は、前記通信部と前記給電対象との通信が確立すると、前記センサユニットを前記第３位置から前記第１位置又は前記第２位置まで回転させる
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】
前記センサユニットにかかる荷重を検知する、荷重検知部を更に備え、
前記回転制御部は、前記荷重検知部にて規定値以上の荷重が検知されれば、前記回転機構に前記センサユニットを回転させない
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項６】
前記受電コイルを更に備える
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。
【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、異物検出部に汚れや傷が付く可能性がある。異物検出部に汚れや傷が付いた状態では、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、センサ及びセンサを収納するケースを有し、前記コイルユニットの少なくとも一部を含む検知空間から、前記ケースの一部に設けられた窓部を通して前記センサに入射する光を前記センサで検知するセンサユニットと、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処理部と、前記センサユニットの一部を収納する筐体と、前記検知空間内での前記センサの視野が互いに異なる第１位置及び第２位置、並びに前記窓部が前記筐体に収納される第３位置を含む複数の位置の間で前記センサユニットを回転させる回転機構と、前記処理部が前記検知空間の異物の有無を検知しない非検知期間に、前記センサユニットが前記第３位置に位置し、前記処理部が前記検知空間の異物の有無を検知する検知期間に、前記センサユニットが前記第１位置と前記第２位置との間で回転するように、前記回転機構を制御する回転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において、センサユニットが第１位置にある状態の要部の断面図である。図１Ｂは、同上の非接触給電システムにおいて、センサユニットが第２位置にある状態の要部の断面図である。図１Ｃは、同上の非接触給電システムにおいて、センサユニットが第３位置にある状態の要部の断面図である。
【図２】図２は、同上の非接触給電システムのコイルユニット及びセンサユニットを示す斜視図である。
【図３】図３は、同上の非接触給電システムのブロック図である。
【図４】図４は、同上の非接触給電システムの概略図である。
【図５】図５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６】図６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７】図７は、同上の非接触給電システムの回転制御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３に示すように、コイルユニット３と、センサユニット５と、処理部２３と、筐体３４と、回転機構６と、回転制御部２５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。センサユニット５は、センサ５１，５２及びケース５０を有している。ケース５０はセンサ５１，５２を収納する。ケース５０の一部には窓部５３が設けられている。センサユニット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から、窓部５３を通してセンサ５１，５２に入射する光をセンサ５１，５２で検知する。処理部２３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】
筐体３４は、センサユニット５の一部を収納する。回転機構６は、第１位置及び第２位置、並びに第３位置を含む複数の位置の間でセンサユニット５を回転させる。第１位置及び第２位置は、検知空間Ａ１内でのセンサ５１，５２の視野が互いに異なるときのセンサユニット５の位置である。第３位置は、窓部５３が筐体３４に収納されるときのセンサユニット５の位置である。回転制御部２５は、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知しない非検知期間に、センサユニット５が第３位置に位置するように、回転機構６を制御する。回転制御部２５は、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知する検知期間に、センサユニット５が第１位置と第２位置との間で回転するように、回転機構６を制御する。
【００１３】
ここで、センサユニット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５３は、この「光」に対して光透過性を有している。つまり、窓部５３は、透光性を有しているか、又は透明である。窓部５３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５３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５３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。又は、窓部５３は、ケース５０に形成された孔であってもよい。
【００１４】
要するに、非接触給電システム１では、異物の有無を検知するためのセンサ５１，５２を有するセンサユニット５が、少なくとも第１位置及び第２位置、並びに第３位置の間で回転機構６によって回転する。ここで、センサユニット５が第１位置に位置する状態では、図１Ａに示すように、窓部５３が筐体３４から露出し、検知空間Ａ１のうちの一部の領域がセンサ５１，５２の視野Ｆ１に納まる。また、センサユニット５が第２位置に位置する状態でも、図１Ｂに示すように、窓部５３が筐体３４から露出し、検知空間Ａ１のうちの一部の領域がセンサ５１，５２の視野Ｆ２に収まる。一方、センサユニット５が第３位置に位置する状態では、図１Ｃに示すように、窓部５３が筐体３４に収納される。
【００１５】
したがって、非接触給電システム１では、異物検知が行われない非検知期間に、第３位置にセンサユニット５が位置するように、回転制御部２５にて回転機構６が制御されることで、窓部５３に汚れや傷が付きにくくなる。その結果、窓部５３の汚れや傷に起因した、異物の検知機能の信頼性低下が抑制され、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】
しかも、センサユニット５が第１位置に位置する状態と、センサユニット５が第２位置に位置する状態とでは、いずれも窓部５３が筐体３４から露出しながらも、センサ５１，５２の視野は互いに異なっている。そのため、非接触給電システム１では、異物検知が行わる検知期間に、第１位置と第２位置との間でセンサユニット５が移動するように、回転制御部２５にて回転機構６が制御されることで、検知空間Ａ１におけるセンサ５１，５２の視野が可変となる。したがって、処理部２３では、センサユニット５が固定されている場合に比べて、検知空間Ａ１の広範囲にわたって、異物の有無を検知することが可能である。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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３〜図５を参照して説明する。非接触給電システム１は、図３に示すように、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、センサユニット５と、回転機構６と、荷重検知部７とを備えている。本体ユニット２は、給電部２１、処理部２３及び回転制御部２５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。
【００１９】
本実施形態では、図４に示すように、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。
【００２０】
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３参照）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。
【００２１】
本体ユニット２は、図４及び図５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５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５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４参照）により、コイルユニット３に電気的に接続されている。
【００２２】
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。
【００２３】
本体ユニット２は、図３に示すように、給電部２１、処理部２３及び回転制御部２５に加えて、制御部２２と、通信部２４と、報知部２６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、回転制御部２５、報知部２６は、本体ユニット２の筐体２０（図４参照）に収納されている。
【００２４】
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。
【００２５】
制御部２２、処理部２３及び回転制御部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及び回転制御部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。
【００２６】
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。
【００２７】
処理部２３は、センサユニット５の出力に基づいて、検知空間Ａ１（図２参照）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の筐体３４（図２参照）の上面３４１（図２参照）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。
【００２８】
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。
【００２９】
回転制御部２５は、回転機構６を制御する。回転制御部２５は、少なくとも回転機構６によるセンサユニット５の回転と停止、さらに回転の向きを切替可能である。回転制御部２５は、通信部２４及び荷重検知部７に電気的に接続されており、通信部２４における通信部４５との通信状態、及び荷重検知部７の検知結果に基づいて回転機構６を制御する。本実施形態では、回転機構６はコイルユニット３に設けられているので、回転制御部２５は、ケーブル８（図４参照）を介して回転機構６を制御する。回転制御部２５の動作については「（２．３）回転制御動作」の欄で詳しく説明する。
【００３０】
報知部２６は、少なくとも検知空間Ａ１に異物が存在すると処理部２３が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、処理部２３が異物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、処理部２３が異物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。
【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２参照）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】
筐体３４は、図２に示すように、扁平な箱状に形成されている。筐体３４の上面３４１は長方形状である。筐体３４の上面３４１の長手方向の一端部には開口孔３５が形成されている。開口孔３５は、上面３４１の短手方向に延びた長方形状の孔である。筐体３４の上面３４１における開口孔３５の周囲には、センサユニット５を回転可能に保持するための一対の保持板３６が形成されている。一対の保持板３６は、筐体３４の上面３４１から上方に突出しており、開口孔３５を挟んで上面３４１の短手方向に対向する。一対の保持板３６の先端面（上端面）は、上面３４１の長手方向の中心部で上面３４１からの突出量が最大となるように湾曲している。
【００３３】
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。
【００３４】
受電ユニット４は、図３に示すように、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
センサユニット５は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、（第１の）センサ５１と、（第２の）センサ５２とを有している。センサユニット５は、センサ５１，５２を収納するケース５０を更に有している。
【００３９】
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（図３参照）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。
【００４０】
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。
【００４１】
センサユニット５は、コイルユニット３の筐体３４に取り付けられている。そのため、センサユニット５のセンサ５１，５２は、ケーブル８（図４参照）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又はセンサユニット５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。
【００４２】
ケース５０は、図１Ａ〜図２に示すように、中空の円柱状（円筒状）に形成されている。ケース５０は合成樹脂製である。なお、ケース５０は、少なくとも一部が金属製であってもよい。
【００４３】
ケース５０の内部空間５４には、センサ５１，５２が収納されている。具体的には、センサ５１，５２は、基板５５に実装され、基板５５ごとケース５０に収納されている。本実施形態では、センサ５１及びセンサ５２は、１つのハウジングに組み込まれることにより一体化されている。ただし、センサ５１及びセンサ５２は、別体であってもよい。
【００４４】
ケース５０の周面のうち、センサ５１，５２に対応する位置には矩形状の窓孔５６が形成されている。窓孔５６には、光透過性の窓部５３が嵌め込まれている。窓部５３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、センサ５１，５２は、筐体３４の上面３４１上に設定された検知空間Ａ１から入射する光を、窓部５３を通して検知することができる。
【００４５】
ここで、ケース５０は、一対の保持板３６の対向方向（上面３４１の短手方向）にケース５０の中心軸Ｐ１を一致させるように、一対の保持板３６によって保持される。中心軸Ｐ１方向におけるケース５０の両端面の中心部には、中心軸Ｐ１方向の両側に突出する一対の軸部５７が形成されている。ケース５０は、一対の軸部５７がそれぞれ一対の保持板３６を貫通するように筐体３４に取り付けられる。ケース５０が筐体３４に取り付けられた状態では、ケース５０は筐体３４に対して中心軸Ｐ１を中心に回転可能である。
【００４６】
さらに、センサユニット５の一部は筐体３４に収納される。具体的には、センサユニット５は、ケース５０にて筐体３４の開口孔３５を塞ぐように、筐体３４に取り付けられている。そのため、ケース５０の一部が筐体３４の開口孔３５を通して筐体３４内に収納されることになる。筐体３４に収納されるケース５０の一部は、開口孔３５を通して筐体３４の内部空間に対向していればよく、筐体３４内に完全に収まっていなくてもよい。
【００４７】
上記構成により、センサユニット５は、少なくとも窓部５３が筐体３４から露出する位置と、窓部５３が筐体３４に収納される位置との間で、回転可能になる。ここでは、センサユニット５は、少なくとも第１位置及び第２位置、並びに第３位置の間で回転可能である。第１位置は、図１Ａに示すように、窓部５３が筐体３４から露出し、検知空間Ａ１のうちの一部の領域がセンサ５１，５２の視野Ｆ１に収まるような、センサユニット５の位置である。第２位置は、図１Ｂに示すように、窓部５３が筐体３４から露出し、検知空間Ａ１のうちの一部の領域がセンサ５１，５２の視野Ｆ２に収まるような、センサユニット５の位置である。第３位置は、図１Ｃに示すように、窓部５３が略真下を向いて、窓部５３が筐体３４に収納されるような、センサユニット５の位置である。センサユニット５は、図１Ａに示す第１位置から図１Ａ中の反時計回りに回転することで、図１Ｂに示す第２位置を経て、図１Ｃに示す第３位置へと移動することになる。
【００４８】
回転機構６は、図２に示すように、筐体３４内に収納されたモータ６１と、第１歯車６２と、第２歯車６３とを有している。モータ６１は、ケーブル８（図４参照）を介して、本体ユニット２の回転制御部２５に電気的に接続されている。第１歯車６２は、モータ６１の出力軸に取り付けられている。第２歯車６３は、センサユニット５の軸部５７に取り付けられている。第２歯車６３は、第１歯車６２に噛み合っている。これにより、モータ６１の出力（回転力）は、第１歯車６２及び第２歯車６３を介してセンサユニット５に伝達され、回転機構６がセンサユニット５を回転させる。
【００４９】
荷重検知部７（図３参照）は、センサユニット５にかかる荷重を検知する。荷重検知部７は、例えばピエゾ式のロードセルからなる。荷重検知部７は、例えば一対の保持板３６の一方に内蔵され、軸部５７から保持板３６にかかる荷重を検知することで、センサユニット５にかかる荷重を検知する。例えば、センサユニット５上に車両１００（図４参照）のタイヤが乗り上げた状態では、車両１００からの荷重がセンサユニット５にかかり、荷重検知部７で検知される。荷重検知部７は、ケーブル８（図４参照）を介して、本体ユニット２の回転制御部２５に電気的に接続されている。
【００５０】
（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。
【００５１】
本実施形態では、処理部２３は、図６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。
【００５２】
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）。
【００５３】
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）。
【００５４】
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）。
【００５５】
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）。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（２．３）回転制御動作
以下、回転制御部２５の動作（回転制御動作）について、図７を参照して説明する。図７に示す処理の開始時点におけるセンサユニット５の位置は第３位置であると仮定する。
【００６４】
回転制御部２５は、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Ｓ１１）。そして、回転制御部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Ｓ１２）。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（Ｓ１２：Ｎｏ）、回転制御部２５は、ステップＳ１１に戻る。
【００６５】
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（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、回転制御部２５は、センサユニット５にかかる荷重Ｌ１を荷重検知部７から取得する（ステップＳ１３）。そして、回転制御部２５は、荷重Ｌ１を規定値Ｌ０と比較する（ステップＳ１４）。荷重Ｌ１が規定値Ｌ０以上であれば、つまり荷重Ｌ１が規定値Ｌ０未満でなければ（Ｓ１４：Ｎｏ）、回転制御部２５は、報知部２６に指令を与え、回転制御部２５に規定値Ｌ０以上の荷重Ｌ１がかかっていることを報知部２６に報知させる（ステップＳ１５）。
【００６６】
荷重Ｌ１が規定値Ｌ０未満であれば（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、回転制御部２５は、センサユニット５を第３位置から第１位置又は第２位置まで回転させるように、回転機構６を制御する（ステップＳ１６）。これにより、センサユニット５は、窓部５３が筐体３４に収納された第３位置（図１Ｃ参照）から、窓部５３を露出させる第１位置（図１Ａ参照）又は第２位置（図１Ｂ参照）に移動する。
【００６７】
その後、回転制御部２５は、センサユニット５を第１位置から第２位置、又は第２位置から第１位置へ回転させるように、回転機構６を制御する（ステップＳ１７）。これにより、センサユニット５は、検知空間Ａ１内でのセンサ５１，５２の視野を変化させながら、検知空間Ａ１からの光をセンサ５１，５２にて検知する。その後、回転制御部２５は、給電指令の有無を判断する（ステップＳ１８）。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。
【００６８】
給電指令が有る場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、回転制御部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Ｓ１９）、ステップＳ１７に戻る。これにより、給電部２１が給電を行っている給電期間には、ステップＳ１７が繰り返される。このとき、回転制御部２５は、センサユニット５が第１位置と第２位置との間を往復するように、センサユニット５の回転の向きを周期的に変化させる。よって、センサユニット５は、給電期間には首振り動作をし、検知空間Ａ１内でのセンサ５１，５２の視野を変化させながら、検知空間Ａ１からの光をセンサ５１，５２にて検知する。
【００６９】
センサユニット５が首振り動作をしている間、処理部２３は、センサ５１，５２からの信号（本実施形態では画像信号及び熱画像信号）を、連続的に取得してもよいし、断続的に取得してもよい。そして、処理部２３は、取得した信号から得られるデータを（本実施形態では画像データ及び熱画像データ）を複数結合することにより、検知空間Ａ１の全体に相当する一つのデータを生成してもよい。処理部２３は、結合前のデータに基づいて異物の有無を判断してもよいし、結合後のデータに基づいて異物の有無を判断してもよい。
【００７０】
一方、給電指令が無い場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、回転制御部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Ｓ２０）。その後、回転制御部２５は、センサユニット５を第１位置又は第２位置から第３位置まで回転させるように、回転機構６を制御する（ステップＳ２１）。これにより、センサユニット５は、窓部５３を露出させる第１位置（図１Ａ参照）又は第２位置（図１Ｂ参照）から、窓部５３が筐体３４に収納された第３位置（図１Ｃ参照）に移動する。
【００７１】
ところで、本実施形態では、給電部２１が給電を行っている給電期間には、処理部２３が侵入判断処理を実行することで、検知空間Ａ１への異物の有無を検知する。また、処理部２３は、給電部２１が給電していない停止期間においても、給電部２１からの給電を開始する前には、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を検知する。このように、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知する期間が、検知期間である。一方、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知しない期間が、非検知期間である。
【００７２】
そして、上述した回転制御動作により、回転制御部２５は、非検知期間には、センサユニット５が第３位置に位置するように、回転機構６を制御することになる。また、回転制御部２５は、処理部２３が検知空間Ａ１の異物の有無を検知する検知期間には、センサユニット５が第１位置と第２位置との間で回転するように、回転機構６を制御することになる。
【００７３】
なお、センサユニット５が第１位置と第２位置との間で回転すると、筐体３４の上面３４１に対するセンサ５１，５２の光軸の傾斜角度（仰角又は俯角）が変化する。そこで、処理部２３は、センサユニット５の回転角度（光軸の傾斜角度）と歪み補正パラメータとを対応付けた補正テーブルを、メモリに記憶していることが好ましい。この場合、処理部２３は、回転制御部２５からセンサユニット５の回転角度の情報を取得し、補正テーブルを参照することで、回転角度に応じた歪み補正パラメータを用いて、画像データや熱画像データの歪みを補正することができる。
【００７４】
（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、異物の有無を検知するためのセンサ５１，５２を有するセンサユニット５が、少なくとも第１位置及び第２位置、並びに第３位置の間で回転機構６によって回転する。ここで、センサユニット５が第１位置に位置する状態では、窓部５３が筐体３４から露出し、検知空間Ａ１のうちの一部の領域がセンサ５１，５２の視野Ｆ１に収まる。また、センサユニット５が第２位置に位置する状態でも、窓部５３が筐体３４から露出し、検知空間Ａ１のうちの一部の領域がセンサ５１，５２の視野Ｆ２に収まる。一方、センサユニット５が第３位置に位置する状態では、窓部５３が筐体３４に収納される。したがって、非接触給電システム１では、異物検知が行われない非検知期間に、第３位置にセンサユニット５が位置するように、回転制御部２５にて回転機構６が制御されることで、窓部５３に汚れや傷が付きにくくなる。その結果、窓部５３の汚れや傷に起因した、異物の検知機能の信頼性低下が抑制され、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。
【００７５】
しかも、センサユニット５が第１位置に位置する状態と、センサユニット５が第２位置に位置する状態とでは、いずれも窓部５３が筐体３４から露出しながらも、センサ５１，５２の視野は互いに異なっている。そのため、非接触給電システム１では、異物検知が行わる検知期間に、第１位置と第２位置との間でセンサユニット５が移動するように、回転制御部２５にて回転機構６が制御されることで、検知空間Ａ１におけるセンサ５１，５２の視野が可変となる。したがって、処理部２３では、センサユニット５が固定されている場合に比べて、検知空間Ａ１の広範囲にわたって、異物の有無を検知することが可能である。
【００７６】
また、本実施形態のように、非接触給電システム１は、コイルユニット３に電力を供給する給電部２１と、給電部２１を制御する制御部２２とを更に備えることが好ましい。この場合、制御部２２は、処理部２３が検知空間Ａ１に異物が有ると判断した場合に給電部２１での給電を行わないように、処理部２３の検知結果に基づいて給電部２１を制御することが好ましい。この構成によれば、処理部２３で検知空間Ａ１に異物が有ると判断された場合には、給電部２１での給電が強制的に停止される。したがって、検知空間Ａ１に異物が存在す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、制御部２２は処理部２３の検知結果に基づいて給電部２１を制御しなくてもよい。
【００７７】
また、本実施形態のように、回転制御部２５は、検知期間において、センサユニット５が第１位置と第２位置との間を往復するように、センサユニット５の回転の向きを周期的に変化させることが好ましい。この構成によれば、センサユニット５は、第３位置を経由せずに第１位置と第２位置との間を移動することになるので、センサ５１，５２の視野を検知空間Ａ１内で効率的に変化させることができる。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、回転制御部２５がセンサユニット５の回転の向きを変化させなくてもよい。
【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、回転制御部２５は、通信部２４と給電対象（の通信部４５）との通信が確立すると、センサユニット５を第３位置から第１位置又は第２位置まで回転させることが好ましい。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、センサユニット５が第１位置又は第２位置に移動するので、給電コイル３１から受電コイル４１への給電が開始する直前まで、窓部５３が筐体３４に収納される。したがって、窓部５３に汚れや傷が付きにくくなる。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、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、センサユニット５にかかる荷重を検知する、荷重検知部７を更に備え、回転制御部２５は、荷重検知部７にて規定値以上の荷重が検知されれば、回転機構６にセンサユニット５を回転させないことが好ましい。この構成によれば、例えばセンサユニット５上に車両１００のタイヤが乗り上げるなどにより、センサユニット５に比較的大きな荷重がかかっている状態で、センサユニット５を無理に回転させることによる回転機構６又はセンサユニット５の破損を防止できる。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、荷重検知部７は省略されていてもよい。
【００８０】
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。
【００８１】
（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。
【００８２】
上記実施形態では、センサユニット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、センサユニット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。
【００８３】
また、センサユニット５は、受動型の赤外線センサを更に備えていてもよい。この場合に、処理部２３は、通常時には赤外線センサの出力に基づいて検知空間Ａ１の異物を検知し、赤外線センサにて検知空間Ａ１に異常発熱体の存在を感知したときに、イメージセンサや熱画像センサの出力に基づく判断に切り替えることが好ましい。
【００８４】
また、センサユニット５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、センサユニット５は、例えば車止め３０１（図４参照）に配置されていてもよい。センサユニット５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、センサユニット５は、検知空間Ａ１からの光をセンサ５１，５２にて検知可能な位置に配置されていればよい。
【００８５】
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、センサユニット５が配置されていれば、筐体３４の上面３４１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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、上記実施形態において、荷重及び規定値等の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】
【００８８】
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  センサユニット
６  回転機構
７  荷重検知部
２１  給電部
２２  制御部
２３  処理部
２４  通信部
２５  回転制御部
３１  給電コイル
３４  筐体
４１  受電コイル
５０  ケース
５１，５２  センサ
５３  窓部
Ａ１  検知空間
Ｆ１，Ｆ２  視野
【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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