JP2023061269A - Power supply device and optical wireless power supply system - Google Patents

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Abstract

To provide a power supply device and an optical wireless power supply system for realizing high power generation efficiency in a power supply target.SOLUTION: A power supply device comprises: a light source unit including a plurality of light-emitting elements disposed in an array shape and each emitting a parallel laser beam; an acquisition unit for acquiring information relating to a position, a size and a shape of a light-receiving unit to which power is to be supplied; a position control unit for controlling a direction of the light source unit so as to face the light-receiving unit based on the information relating to the position of the light-receiving unit; and a light source control unit for selecting and emitting a light-emitting element corresponding to the size and shape of the light-receiving unit among the plurality of light-emitting elements.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、給電装置及び光無線給電システムに関する。 The present invention relates to a power supply device and an optical wireless power supply system.

近年、移動体の電動化や新たな電動移動体の創出が進んでいる。電動移動体の移動距離を延ばすためには、電動移動体に対して電力を供給するための給電手法が必要である。給電手法の例として有線給電が挙げられるが、有線給電では電動移動体の移動範囲が制限されるため、電動移動体の活用性を大きく広げるべく、無線給電手法が求められている。 In recent years, the electrification of moving bodies and the creation of new electric moving bodies are progressing. In order to extend the moving distance of an electric vehicle, a power supply method for supplying electric power to the electric vehicle is required. Wired power feeding is an example of a power feeding method, but since wired power feeding limits the movement range of an electric vehicle, a wireless power feeding method is desired in order to greatly expand the usability of electric vehicles.

無線給電手法として、これまでに、電磁誘導方式、磁界共振方式、電界結合方式、マイクロ波空間伝送方式、光無線給電方式等が知られている。これらのうち、電動移動体への給電方式として、太陽電池を用いた「光無線給電方式」が注目されている。 As wireless power feeding methods, an electromagnetic induction method, a magnetic resonance method, an electric field coupling method, a microwave space transmission method, an optical wireless power feeding method, and the like have been known so far. Among these, an "optical wireless power supply system" using a solar cell has attracted attention as a power supply system for electric vehicles.

光無線給電方式においては、種々の光源を用いることが検討されているが、光電変換効率の観点ではレーザー光が最も効率的であることが知られている。 In the optical wireless power supply system, the use of various light sources has been studied, but it is known that laser light is the most efficient from the viewpoint of photoelectric conversion efficiency.

しかしながら、レーザー光は指向性が高くビーム幅が狭いがゆえに、レーザー光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池全体に対して光が均等に当たりにくいという課題がある。太陽電池の一部、例えば、太陽電池の受光面の半分以下の部分にしか光が当たらない場合、太陽電池全体に光が当たる場合と比較して発電効率が低下する。従って、太陽電池を用いた光無線給電方式においては、太陽電池と同サイズの光ビームが太陽電池に照射されること、太陽電池全体の光強度分布が均一であること、太陽電池モジュールから漏れる光が少ないこと、が求められる。 However, since laser light has high directivity and a narrow beam width, there is a problem that the light is difficult to uniformly hit the entire solar cell that converts the optical energy of the laser light into electrical energy. When only a part of the solar cell, for example, a half or less of the light receiving surface of the solar cell is exposed to light, the power generation efficiency is lower than when the entire solar cell is exposed to light. Therefore, in the optical wireless power supply system using a solar cell, it is necessary that the solar cell is irradiated with a light beam of the same size as the solar cell, that the light intensity distribution of the entire solar cell is uniform, and that the light leaking from the solar cell module less is required.

これまでに、レーザー光を太陽電池全体に均等に照射する方法として、フライアイレンズ等を利用しビクセル(VCSEL:垂直共振器面発光型レーザー)やLEDのような、ある程度ビーム幅の広い光を太陽電池の形状に合わせて照射する方法が報告されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の発明によれば、光電変換素子に入射する光ビームの経路上に一対のフライアイレンズおよび結像レンズを含む光学系を備えることで、光電変換素子の全面にわたり均一な光ビームを照射でき、受光モジュールの性能を改善することができる。 So far, as a method of irradiating the entire solar cell with laser light evenly, we have used a fly-eye lens, etc., and used light with a certain wide beam width, such as Vixel (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) and LED. A method of irradiating according to the shape of the solar cell has been reported (eg, Patent Document 1). According to the invention described in Patent Document 1, by providing an optical system including a pair of fly-eye lenses and an imaging lens on the path of a light beam incident on the photoelectric conversion element, uniform light is emitted over the entire surface of the photoelectric conversion element. The beam can be irradiated and the performance of the receiving module can be improved.

しかしながら、このような構成では、太陽電池あるいは光源が移動した場合に、太陽電池全体に均一に光ビームが照射されず、高い発電効率を得ることが難しいという問題がある。 However, in such a configuration, when the solar cell or the light source moves, the entire solar cell is not uniformly irradiated with the light beam, which makes it difficult to obtain high power generation efficiency.

特開2020-36480号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-36480

本開示の実施形態に係る給電装置及び光無線給電システムは、給電対象に対して高い給電効率を実現するための給電装置及び光無線給電システムを提供することを目的とする。 A power feeding device and an optical wireless power feeding system according to an embodiment of the present disclosure aim to provide a power feeding device and an optical wireless power feeding system for realizing high power feeding efficiency to a power feeding target.

本開示の一実施形態に係る給電装置は、アレイ状に配置され、それぞれが平行なレーザー光を出射する複数の発光素子を有する光源部と、給電対象の受光部の位置、大きさ及び形状に関する情報を取得する取得部と、受光部の位置に関する情報に基づいて、受光部と対向するように光源部の向きを制御する位置制御部と、複数の発光素子のうち、受光部の大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させる光源制御部と、を有することを特徴とする。 A power supply device according to an embodiment of the present disclosure includes a light source unit having a plurality of light emitting elements that are arranged in an array and each emits parallel laser light, and a light receiving unit to which power is to be supplied. an acquisition unit that acquires information; a position control unit that controls the orientation of the light source unit so as to face the light receiving unit based on information about the position of the light receiving unit; and a light source control unit that selects a light emitting element corresponding to the shape and causes it to emit light.

本開示の一実施形態に係る給電装置において、光源制御部は、受光部の相対的移動に応じて、複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択してよい。 In the power supply device according to an embodiment of the present disclosure, the light source control section may select a light emitting element to emit light from among the plurality of light emitting elements according to the relative movement of the light receiving section.

本開示の一実施形態に係る給電装置において、給電対象の受光部を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した受光部の画像に基づいて、受光部の位置、大きさ及び形状を検出するために画像認識を行う画像認識部と、をさらに含んでよい。 In the power supply device according to an embodiment of the present disclosure, to detect the position, size, and shape of the light receiving unit based on the imaging unit that captures an image of the light receiving unit to be fed, and the image of the light receiving unit captured by the imaging unit. and an image recognition unit that performs image recognition.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムは、給電装置と、該給電装置から電力を受電する移動体と、を含む光無線給電システムであって、移動体は、レーザー光を受光し、電力に変換する受光部と、受光部が変換した電力を蓄電する蓄電部と、蓄電部が蓄電した電力を用いて動力装置を駆動する駆動部と、を有し、給電装置は、アレイ状に配置され、それぞれが平行なレーザー光を出射する複数の発光素子を有する光源部と、受光部の位置、大きさ及び形状に関する情報を取得する取得部と、受光部の位置に関する情報に基づいて、受光部と対向するように光源部の向きを制御する位置制御部と、複数の発光素子のうち、受光部の大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させる光源制御部と、を有することを特徴とする。 An optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure is an optical wireless power supply system including a power supply device and a mobile body that receives power from the power supply device, wherein the mobile body receives laser light, It has a light receiving unit that converts into electric power, a power storage unit that stores the power converted by the light receiving unit, and a driving unit that drives the power device using the power stored in the power storage unit. A light source unit having a plurality of light emitting elements that are arranged and each emits parallel laser light; an acquisition unit that acquires information on the position, size and shape of the light receiving unit; a position control unit that controls the direction of the light source unit so as to face the light receiving unit; characterized by having

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、光源制御部は、受光部の相対的移動に応じて、複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, the light source control section may select a light emitting element to emit light from among the plurality of light emitting elements according to the relative movement of the light receiving section.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、光源制御部は、受光部が光源部に対して所定の方向に移動した場合に、受光部の移動に追従して、複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, when the light receiving unit moves in a predetermined direction with respect to the light source unit, the light source control unit follows the movement of the light receiving unit and controls the plurality of light emitting elements. Among them, a light-emitting element that emits light may be selected.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、光源部は、移動体の可動範囲に対応する位置に配置され、光源制御部は、移動体の受光部の位置と対応する位置に配置された発光素子を選択してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, the light source unit is arranged at a position corresponding to the movable range of the moving body, and the light source control unit is arranged at a position corresponding to the position of the light receiving unit of the moving body. light-emitting elements may be selected.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、光源制御部は、受光部の所定の領域に照射する光の強度を調整することにより、移動体に対して移動方向を指示してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, the light source control unit may instruct the moving object to move in the direction of movement by adjusting the intensity of the light emitted to the predetermined area of the light receiving unit.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、受光部は複数のセルを備え、移動体は、複数のセルにおける起電圧を計測する電圧検出器を備え、光源制御部は、複数のセルに照射する光の強度を調整することにより、移動体に対して移動方向を指示してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, the light receiving unit includes a plurality of cells, the moving body includes a voltage detector that measures electromotive voltages in the plurality of cells, and the light source control unit includes a plurality of cells. The moving direction may be indicated to the moving body by adjusting the intensity of the light irradiated to the moving body.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、光源制御部は、受光部の所定の領域に対して光を照射するように発光素子を選択することにより、移動体に対して移動方向を指示してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, the light source control unit selects the light emitting element so as to irradiate light onto a predetermined area of the light receiving unit, thereby controlling the movement direction of the moving object. You can give instructions.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムにおいて、受光部は、複数のセルを備え、移動体は、複数のセルにおける起電圧を計測し、複数のセルにおける発電率を算出する発電率算出部を備え、給電装置は、複数のセルにおける発電率に基づいて、受光部の位置と光源部からのレーザー光の照射領域との間のズレ量を算出する算出部を有してよい。 In the optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure, the light receiving unit includes a plurality of cells, and the moving body measures the electromotive voltages in the plurality of cells, and calculates the power generation rate in the plurality of cells. The power supply device may include a calculation unit that calculates the amount of deviation between the position of the light receiving unit and the irradiation area of the laser light from the light source unit based on the power generation rates of the plurality of cells.

本開示の実施形態に係る給電装置及び光無線給電システムによれば、給電対象に対して高い給電効率を実現するための給電装置及び光無線給電システムを提供することができる。 According to the power supply device and the optical wireless power supply system according to the embodiment of the present disclosure, it is possible to provide the power supply device and the optical wireless power supply system for achieving high power supply efficiency with respect to the power supply target.

本開示の一実施形態に係る光無線給電システムの概要を説明するための図である。1 is a diagram for explaining an overview of an optical wireless power feeding system according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施例1に係る給電装置及び移動体のブロック図である。1 is a block diagram of a power supply device and a moving object according to Example 1 of the present disclosure; FIG. 本開示の実施例1に係る給電装置が移動体の受光部にレーザー光を照射する様子を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining how the power supply device according to the first embodiment of the present disclosure irradiates the light receiving unit of the moving body with laser light; 本開示の実施例1に係る給電装置の光源部の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a light source section of the power supply device according to Example 1 of the present disclosure; 本開示の実施例1に係る給電装置及び移動体の動作を説明するためのシーケンス図である。FIG. 4 is a sequence diagram for explaining operations of the power supply device and the moving object according to the first embodiment of the present disclosure; 本開示の実施例1に係る給電装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the operation procedure of the power supply device according to the first embodiment of the present disclosure; 本開示の実施例1に係る給電装置が移動する受光部にレーザー光を照射する様子を説明するための図であって、(a)~(c)は、給電装置の撮像部が撮像した受光部である太陽電池を含む画像であり、(d)~(f)は、給電装置の光源部の平面図である。FIGS. 1A to 1C are diagrams for explaining how the power supply device according to the first embodiment of the present disclosure irradiates a moving light receiving unit with laser light, and FIGS. 4D to 4F are plan views of the light source part of the power supply device. 本開示の実施例2に係る光無線給電システムの概要を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of an optical wireless power supply system according to a second embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施例3に係る光無線給電システムの概要を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an outline of an optical wireless power feeding system according to a third embodiment of the present disclosure; 本開示の実施例4に係る光無線給電システムの概要を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an outline of an optical wireless power feeding system according to a fourth embodiment of the present disclosure; 本開示の実施例5に係る光無線給電システムを構成する給電装置及び移動体のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a power supply device and a moving body that configure an optical wireless power supply system according to Example 5 of the present disclosure; 本開示の実施例5に係る光無線給電システムにおいて、移動体からの発電状況に関する情報に基づいて、照射領域のズレの有無を判断する手順を説明するためのフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart for explaining a procedure for determining whether or not there is a shift in the irradiation area based on information about the state of power generation from a moving object in the wireless optical power supply system according to the fifth embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施例5に係る光無線給電システムにおいて、移動体からの発電状況に関する情報に基づいて、照射領域のズレ量を算出する手順を説明するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining a procedure for calculating a deviation amount of an irradiation area based on information about a power generation state from a moving object in the wireless optical power supply system according to the fifth embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施例5に係る光無線給電システムにおいて、太陽電池に対して照射したレーザー光の照射領域が、太陽電池の受光領域に対して、水平方向及び垂直方向にズレている場合における太陽電池及びレーザー光の照射領域の例を示す図である。In the optical wireless power supply system according to the fifth embodiment of the present disclosure, the solar cell in the case where the irradiation area of the laser light irradiated to the solar cell is shifted in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the light receiving area of the solar cell 1 and 2 are diagrams showing examples of irradiation regions of laser light. 本開示の実施例5に係る光無線給電システムにおいて、太陽電池に対して照射したレーザー光の照射領域が、太陽電池の受光領域に対して、ねじれている場合における太陽電池及びレーザー光の照射領域の例を示す図である。In the optical wireless power supply system according to the fifth embodiment of the present disclosure, the irradiation area of the solar cell and the laser light when the irradiation area of the laser light irradiated to the solar cell is twisted with respect to the light receiving area of the solar cell It is a figure which shows the example of.

以下、図面を参照して、本発明に係る給電装置及び光無線給電システムについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A power supply device and an optical wireless power supply system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.

まず、本開示の一実施形態に係る光無線給電システムの概要について説明する。図1に本開示の一実施形態に係る光無線給電システム300の概要を説明するための図を示す。光無線給電システム300は、給電装置100と、給電装置100から電力を受電する移動体200と、を有する。移動体(例えば、ドローン)200は、給電エリア400において充電することができる。移動体200は、移動体200を移動させるための電力が減少し充電が必要になった場合、あるいは、充電するよう指示を受け付けた場合などに、給電エリア400に移動して充電してよい。移動体200は、給電エリア400の位置を予め記憶しておいてよい。移動体200は、カメラ等の撮像部24を用いて給電装置100を撮像し、受光部21を給電装置100に対向させる。 First, an outline of an optical wireless power supply system according to an embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 1 shows a diagram for explaining an outline of an optical wireless power supply system 300 according to an embodiment of the present disclosure. The optical wireless power supply system 300 has a power supply device 100 and a moving body 200 that receives power from the power supply device 100 . A mobile object (eg, drone) 200 can be charged in the power supply area 400 . The moving object 200 may move to the power feeding area 400 and charge when the power for moving the moving object 200 is reduced and charging becomes necessary, or when an instruction to charge is received. The moving body 200 may store the position of the power supply area 400 in advance. The moving body 200 captures an image of the power supply device 100 using an imaging unit 24 such as a camera, and causes the light receiving unit 21 to face the power supply device 100 .

給電エリア400には、例えば、鉄塔等の構造物500に設けられた給電装置100が配置されている。給電装置100は、カメラ等の撮像部5を備えており、移動体200を撮像し、撮像した画像に基づいて移動体200が給電対象であると判定した場合に、光源部1から移動体200の受光部21にレーザー光Lを照射する。光源部1には、複数の発光素子が設けられている。光源制御部4は、複数の発光素子のうち、移動体200の受光部21の大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させて、レーザー光Lを照射する。移動体200の受光部21には太陽電池が設けられており、太陽電池は受光したレーザー光を電気エネルギーに変換し、蓄電部(図示せず)に蓄電する。移動体200は、蓄電した電力を利用して移動を継続することができる。 In the power supply area 400, for example, the power supply device 100 provided on a structure 500 such as a steel tower is arranged. The power supply device 100 includes an image capturing unit 5 such as a camera, and captures an image of the moving object 200. When it is determined that the moving object 200 is to be supplied with power based on the imaged image, the power supply device 100 outputs power from the light source unit 1 to the moving object 200. The laser light L is applied to the light receiving portion 21 of . The light source unit 1 is provided with a plurality of light emitting elements. The light source control unit 4 selects a light emitting element corresponding to the size and shape of the light receiving unit 21 of the moving body 200 from among the plurality of light emitting elements, and emits light to irradiate the laser light L thereon. A solar cell is provided in the light receiving unit 21 of the moving body 200, and the solar cell converts the received laser light into electric energy and stores the electric energy in an electric storage unit (not shown). The moving object 200 can continue moving using the stored power.

レーザー光は指向性が高く、給電装置100と移動体200との間の距離が、例えば、数km離れていてもビーム径は広がらないという性質を有する。一方、移動体200の受光部21を構成する太陽電池の大きさは、例えば、一辺が数cmから10cm程度の長方形である。太陽電池は、レーザー光が受光領域全体に均等に光が当たらないとエネルギー変換効率が低下する。本開示の実施形態に係る光無線給電システムを構成する給電装置100は、移動体200が移動した場合であっても、移動体200の太陽電池に均等にレーザー光が照射されるような構成を有している。以下、給電装置100の構成について説明する。 Laser light has high directivity, and has the property that the beam diameter does not widen even if the distance between the power supply device 100 and the moving body 200 is, for example, several kilometers. On the other hand, the size of the solar cell forming the light receiving section 21 of the moving body 200 is, for example, a rectangle with a side of several centimeters to about 10 centimeters. The energy conversion efficiency of a solar cell decreases if the laser light does not uniformly irradiate the entire light receiving area. The power supply device 100 constituting the optical wireless power supply system according to the embodiment of the present disclosure has a configuration in which the solar cells of the mobile body 200 are evenly irradiated with laser light even when the mobile body 200 moves. have. The configuration of the power supply device 100 will be described below.

[実施例1]
まず、本開示の実施例1に係る給電装置について説明する。図2に、本開示の実施例1に係る給電装置100及び移動体200のブロック図を示す。光無線給電システム300は、給電装置100と、移動体200とを含む。図3に、本開示の実施例1に係る給電装置100が移動体200の受光部21にレーザー光Lを照射する様子を説明するための図を示す。図4に、本開示の実施例1に係る給電装置100の光源部1の平面図を示す。給電装置100は、光源部1と、取得部2と、位置制御部3と、光源制御部4と、を有する。給電装置100は、さらに、撮像部5と、画像認識部6と、検出部7と、通信部8と、記憶部9と、を有してよい。これらの構成は、バス10により接続されている。
[Example 1]
First, a power supply device according to Example 1 of the present disclosure will be described. FIG. 2 shows a block diagram of the power supply device 100 and the moving object 200 according to the first embodiment of the present disclosure. An optical wireless power supply system 300 includes a power supply device 100 and a mobile body 200 . FIG. 3 shows a diagram for explaining how the power supply device 100 according to the first embodiment of the present disclosure irradiates the light receiving unit 21 of the moving object 200 with the laser light L. As shown in FIG. FIG. 4 shows a plan view of the light source unit 1 of the power supply device 100 according to the first embodiment of the present disclosure. The power supply device 100 has a light source section 1 , an acquisition section 2 , a position control section 3 and a light source control section 4 . The power supply device 100 may further include an imaging unit 5 , an image recognition unit 6 , a detection unit 7 , a communication unit 8 and a storage unit 9 . These configurations are connected by a bus 10 .

光源部1は、アレイ状に配置され、それぞれが平行なレーザー光を出射する複数の発光素子を有する。発光素子として、例えば、垂直共振器型面発光レーザー(ビクセル(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser))を用いてよい。ただし、このような例には限られず、ビクセル以外の他のレーザー光源を用いてよい。ビクセルは、上面から垂直にレーザービームを放射する。1つのビクセルのサイズは、数~10μm程度と小型であるが、複数のビクセルをアレイ状、あるいは、2次元アレイ状に配置することにより、高出力の光源を構成することができる。レーザー光を出射する複数の発光素子として、ビクセルを用いることにより、光源部1を面発光レーザアレイとすることができる。 The light source unit 1 has a plurality of light emitting elements that are arranged in an array and emit parallel laser beams. As the light emitting element, for example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) may be used. However, the present invention is not limited to such an example, and laser light sources other than vixels may be used. A vixel emits a laser beam vertically from the top surface. Although the size of one vixel is as small as several to ten micrometers, a high-power light source can be configured by arranging a plurality of vixels in an array or two-dimensional array. By using vixels as the plurality of light emitting elements for emitting laser light, the light source section 1 can be made into a surface emitting laser array.

取得部2は、給電対象である移動体200の受光部21の位置、大きさ及び形状に関する情報を取得する。 The acquisition unit 2 acquires information about the position, size, and shape of the light receiving unit 21 of the moving body 200 to which power is to be supplied.

位置制御部3は、受光部21の位置に関する情報に基づいて、受光部21と対向するように光源部1の向きを制御する。位置制御部3として、例えば、アクチュエータ及びこれを制御するCPU等のマイクロコンピュータ(マイコン)を用いてよい。位置制御部3は、移動体200の受光部21の位置に追従して、光源部1の向きを制御することができる。従って、位置制御部3は、光源部1がレーザー光を照射している状態で、給電装置100と移動体200の相対的な位置が変動した場合であっても、受光部21の位置をトラッキングし、光源部1から出射されたレーザー光を移動体200の受光部21に正確に照射させることができる。トラッキングとは、ここでは、検出した受光部21を継続して検出し続けることをいう。給電装置100は、電波、画像認識、センサ等の任意の手法により受光部21をトラッキングしてよい。 The position control section 3 controls the orientation of the light source section 1 so as to face the light receiving section 21 based on the information regarding the position of the light receiving section 21 . As the position control unit 3, for example, an actuator and a microcomputer such as a CPU for controlling the actuator may be used. The position control unit 3 can control the orientation of the light source unit 1 by following the position of the light receiving unit 21 of the moving body 200 . Therefore, the position control unit 3 can track the position of the light receiving unit 21 even when the relative positions of the power supply device 100 and the moving body 200 fluctuate while the light source unit 1 is emitting laser light. As a result, the light receiving section 21 of the moving body 200 can be accurately irradiated with the laser light emitted from the light source section 1 . Tracking here refers to continuing to detect the detected light receiving section 21 . The power supply device 100 may track the light receiving unit 21 by any method such as radio wave, image recognition, sensor, or the like.

光源制御部4は、複数の発光素子のうち、受光部21の大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させる。例えば、図3に示すように、光源部1が5つのビクセルV1~V5を備えている場合、光源制御部4は、複数の発光素子であるビクセルV1~V5のうち、移動体200の太陽電池を構成する受光部21の大きさ及び形状に対応する発光素子であるビクセルV2~V4を選択し、発光させる。ビクセルV2~V4によって、レーザー光Lが放射されて、受光部21に照射される。 The light source control unit 4 selects a light emitting element corresponding to the size and shape of the light receiving unit 21 from among the plurality of light emitting elements and causes it to emit light. For example, as shown in FIG. 3, when the light source unit 1 includes five pixels V1 to V5, the light source control unit 4 controls the solar cells of the moving body 200 among the pixels V1 to V5, which are the plurality of light emitting elements. Select pixels V2 to V4, which are light-emitting elements corresponding to the size and shape of the light-receiving section 21 that constitutes , and emit light. The laser light L is emitted by the pixels V2 to V4 and is applied to the light receiving section 21. As shown in FIG.

ここで、光源部1の複数の発光素子が配置された領域は、受光部21の大きさより大きいことが好ましい。例えば、図4に示すように、光源部1の一点鎖線で示された領域S0に複数の発光素子が配置されている。図4には、発光素子が、縦方向に5個、横方向に5個配置されている例を示したが、このような例には限られない。 Here, the area where the plurality of light emitting elements of the light source section 1 are arranged is preferably larger than the light receiving section 21 . For example, as shown in FIG. 4, a plurality of light-emitting elements are arranged in a region S0 of the light source section 1 indicated by a dashed line. Although FIG. 4 shows an example in which five light-emitting elements are arranged in the vertical direction and five in the horizontal direction, the present invention is not limited to such an example.

例えば、図4に示すように、移動体200の受光部21である第1の太陽電池がS10で示した長方形の大きさ及び形状を有するものとする。このとき、第1の太陽電池に対してレーザー光を照射する場合は、光源部1の複数の発光素子のうち、S10で示した領域内のビクセルV11を含む2個のビクセルを選択し、発光させる。従って、この場合、光源部1の複数の発光素子が配置された領域S0は、受光部21の大きさS10より大きい。 For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that the first solar cell, which is the light receiving section 21 of the moving body 200, has the rectangular size and shape indicated by S10. At this time, when irradiating the first solar cell with laser light, two vixels including the vixel V11 in the region indicated by S10 are selected from among the plurality of light emitting elements of the light source unit 1, and light is emitted. Let Therefore, in this case, the area S0 in which the plurality of light emitting elements of the light source section 1 are arranged is larger than the size S10 of the light receiving section 21 .

また、図4に示すように、移動体200の受光部21である第2の太陽電池がS20で示した長方形の大きさ及び形状を有するものとする。このとき、第2の太陽電池に対してレーザー光を照射する場合は、光源部1の複数の発光素子のうち、S20で示した領域内のビクセルV21を含む12個のビクセルを選択し、発光させる。従って、この場合、光源部1の複数の発光素子が配置された領域S0は、受光部21の大きさS20より大きい。 Also, as shown in FIG. 4, it is assumed that the second solar cell, which is the light receiving portion 21 of the moving body 200, has the rectangular size and shape indicated by S20. At this time, when irradiating the second solar cell with laser light, 12 vixels including the vixel V21 in the region indicated by S20 are selected from among the plurality of light emitting elements of the light source unit 1, and emit light. Let Accordingly, in this case, the area S0 in which the plurality of light emitting elements of the light source section 1 are arranged is larger than the size S20 of the light receiving section 21 .

このように、光源部1の複数の発光素子が配置された領域S0は、給電対象である太陽電池の大きさ及び形状に対応する領域(S10、S20)より大きいことが好ましい。このような構成とすることにより、光源部1の大きさ以下の太陽電池に対してレーザー光を照射する場合、光源部1の複数の発光素子のうちの太陽電池に対応する大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させることにより、太陽電池の形状に合わせたレーザー光を照射し、給電することができる。 Thus, it is preferable that the region S0 in which the plurality of light emitting elements of the light source unit 1 are arranged is larger than the regions (S10, S20) corresponding to the size and shape of the solar cell to which power is to be supplied. With such a configuration, when irradiating a solar cell having a size equal to or smaller than that of the light source unit 1 with a laser beam, the size and shape of the plurality of light emitting elements of the light source unit 1 correspond to the solar cell. By selecting a corresponding light-emitting element and causing it to emit light, it is possible to irradiate a laser beam matching the shape of the solar cell and supply power.

即ち、光源部1に含まれる複数の発光素子のうち、給電対象である太陽電池に対応する領域の外部の発光素子(例えば、V0)を発光させる必要が無いため、無駄な電力が生じず、給電効率を高めることができる。 That is, among the plurality of light emitting elements included in the light source unit 1, there is no need to emit light from the light emitting elements (for example, V0) outside the region corresponding to the solar cell to which power is to be supplied. Power supply efficiency can be improved.

また、光源部1の大きさ以下の任意の形状の太陽電池に合わせたレーザー光を照射することができる。さらに、後述するように、光源部1または受光部21が移動することにより、光源部1が照射可能な領域内で、光源部1と受光部21との相対的な位置が移動した場合であっても、発光させる発光素子の範囲を変更することにより、容易にトラッキングを行うことができる。 Moreover, it is possible to irradiate a laser beam suitable for a solar cell having an arbitrary shape equal to or smaller than the size of the light source unit 1 . Furthermore, as will be described later, when the light source unit 1 or the light receiving unit 21 moves, the relative positions of the light source unit 1 and the light receiving unit 21 move within the area where the light source unit 1 can irradiate. However, tracking can be easily performed by changing the range of the light emitting element that emits light.

撮像部5は、給電対象である移動体200の受光部21を撮像する。撮像部5には、例えば、カメラを用いてよい。撮像部5は、移動体200の受光部21の周辺に設けられた1つまたは複数のマーカを撮像し、撮像したマーカの画像に基づいて、受光部21の位置を検出するようにしてよい。ここで、マーカは、移動体200に位置検出用として別途配置されたものである場合に限られず、画像認識処理により抽出可能な複数の特徴点をマーカの代わりに使用するようにしてもよい。 The imaging unit 5 images the light receiving unit 21 of the moving body 200 to which power is supplied. For example, a camera may be used as the imaging unit 5 . The imaging unit 5 may capture an image of one or a plurality of markers provided around the light receiving unit 21 of the moving body 200, and detect the position of the light receiving unit 21 based on the captured image of the marker. Here, the markers are not limited to those separately arranged on the moving body 200 for position detection, and a plurality of feature points that can be extracted by image recognition processing may be used instead of the markers.

画像認識部6は、撮像部5が撮像した受光部21の画像に基づいて、受光部21の位置、大きさ及び形状を検出するために画像認識を行ってよい。画像認識を用いることにより、給電装置100は移動体200の受光部21の位置、大きさ及び形状を正確に把握することができる。画像認識の手法として、例えば、画像内で受光部が占める領域を認識するセグメンテーションを用いてよい。 The image recognition unit 6 may perform image recognition to detect the position, size and shape of the light receiving unit 21 based on the image of the light receiving unit 21 captured by the imaging unit 5 . By using image recognition, the power supply device 100 can accurately grasp the position, size and shape of the light receiving section 21 of the moving body 200 . As an image recognition method, for example, segmentation that recognizes the area occupied by the light receiving unit in the image may be used.

検出部7は、受光部21の位置、大きさ及び形状を検出してよい。検出部7は、移動体200の位置に加えて、移動体200までの距離及び移動体200に対する角度の少なくともいずれかを検出してよい。検出部7には、LiDAR(Light Detection and Ranging)やレーダ等のセンサ、若しくは、これらの組み合わせを用いてよい。LiDAR等のセンサを用いることにより、移動体200の位置、給電装置100から移動体200までの距離、及び移動体200に対する角度を正確に検出することができる。 The detector 7 may detect the position, size and shape of the light receiver 21 . The detection unit 7 may detect at least one of the distance to the mobile object 200 and the angle to the mobile object 200 in addition to the position of the mobile object 200 . A sensor such as LiDAR (Light Detection and Ranging) or radar, or a combination thereof may be used for the detection unit 7 . By using a sensor such as LiDAR, the position of the mobile object 200, the distance from the power supply device 100 to the mobile object 200, and the angle with respect to the mobile object 200 can be accurately detected.

通信部8は、受光部21の位置、大きさ及び形状に関する情報を受信してよい。通信部8は、移動体200から、給電を要求する信号、蓄電部への蓄電が完了したことを示す情報、受光部における発電状況に関する情報等を受信してよい。 The communication unit 8 may receive information regarding the position, size and shape of the light receiving unit 21 . The communication unit 8 may receive, from the moving body 200, a signal requesting power supply, information indicating that the power storage in the power storage unit has been completed, information regarding the power generation state in the light receiving unit, and the like.

記憶部9は、例えば、半導体メモリや、コンピュータ読取可能な記憶媒体等であってよい。記憶部9は、移動体200の画像情報、移動体200に関する識別情報、及び給電装置100を制御するためのプログラムを格納してよい。 The storage unit 9 may be, for example, a semiconductor memory, a computer-readable storage medium, or the like. The storage unit 9 may store image information of the mobile object 200 , identification information about the mobile object 200 , and a program for controlling the power supply device 100 .

移動体200は、電気エネルギーを利用して移動するものであり、例えば、ドローンや電気自動車等であってよい。ただし、移動体200は、これらの例には限られない。移動体200は、受光部21と、蓄電部22と、駆動部23と、撮像部24と、検出部25と、制御部26と、通信部27と、記憶部28と、を有し、これらは、バス20により接続されている。 The moving object 200 moves using electrical energy, and may be, for example, a drone or an electric vehicle. However, the moving body 200 is not limited to these examples. The moving body 200 has a light receiving unit 21, a power storage unit 22, a driving unit 23, an imaging unit 24, a detecting unit 25, a control unit 26, a communication unit 27, and a storage unit 28, and these are connected by a bus 20 .

受光部21は、給電装置100の光源部1からのレーザー光Lを受光し、電力に変換する。受光部21には、シリコン太陽電池等の太陽電池を用いてよい。シリコン太陽電池を構成するシリコンは、単結晶、多結晶、非晶質(アモルファス)のいずれも利用可能であるが、電力変換効率が高い点で単結晶シリコンにより構成されていることが好ましい。受光部21には、多元素化合物半導体を用いた太陽電池(CIS(Copper Indium Selenium)太陽電池、CIGS(Copper Indium Gallium Selenium)太陽電池)や、III-V族多接合太陽電池(GaAs族太陽電池等)等を用いてもよい。 The light receiving unit 21 receives the laser beam L from the light source unit 1 of the power supply device 100 and converts it into electric power. A solar cell such as a silicon solar cell may be used for the light receiving section 21 . Any of monocrystalline, polycrystalline, and amorphous silicon can be used for silicon solar cells, but monocrystalline silicon is preferred because of its high power conversion efficiency. The light-receiving unit 21 includes solar cells using multi-element compound semiconductors (CIS (Copper Indium Selenium) solar cells, CIGS (Copper Indium Gallium Selenium) solar cells), III-V group multi-junction solar cells (GaAs group solar cells etc.) may be used.

シリコン太陽電池の場合、起電圧は0.8V程度であるため、出力電圧を高くするためには、複数個のセルを直列に接続する必要がある。1つのシリコン太陽電池を複数個のセルに分割した場合、それぞれのセルの起電圧は均一であることが好ましいため、それぞれのセルに均一に光が照射されることが好ましい。そのため、給電装置100の光源部1は、移動体200の受光部21が均一な強度のレーザー光を受光できるように、均一な強度分布を有するレーザー光を照射することが好ましい。 In the case of silicon solar cells, since the electromotive voltage is about 0.8 V, it is necessary to connect a plurality of cells in series in order to increase the output voltage. When one silicon solar cell is divided into a plurality of cells, it is preferable that each cell has a uniform electromotive voltage, so that each cell is preferably uniformly irradiated with light. Therefore, the light source unit 1 of the power supply device 100 preferably emits laser light having a uniform intensity distribution so that the light receiving unit 21 of the moving body 200 can receive laser light of uniform intensity.

シリコン太陽電池の場合、シリコン(Si)のバンドギャップに相当する波長が約1.1μmであり、バンドギャップエネルギー以上のエネルギーを持たない光は吸収されないため、照射するレーザー光は、バンドギャップに相当する波長より短い波長である必要がある。一方、バンドギャップに相当する波長よりも大幅に短い波長の光は、エネルギーの大半がシリコン太陽電池の発熱を引き起こし、エネルギー変換効率は低下する。従って、シリコン太陽電池においては、エネルギー変換効率を考慮すると、給電装置100の光源部1が照射するレーザー光の波長は、シリコンのバンドギャップに相当する波長である1.1μmよりも若干短波長の波長1μm程度であることが好ましい。また、波長1μmのレーザー光は、可視光の範囲よりも長波長であるため、人体に対しても安全と言える。 In the case of silicon solar cells, the wavelength corresponding to the bandgap of silicon (Si) is about 1.1 μm, and since light that does not have energy equal to or greater than the bandgap energy is not absorbed, the irradiated laser light corresponds to the bandgap. The wavelength must be shorter than the wavelength used for On the other hand, most of the energy of light with a wavelength much shorter than the wavelength corresponding to the bandgap causes heat generation in the silicon solar cell, resulting in a decrease in energy conversion efficiency. Therefore, in the silicon solar cell, considering the energy conversion efficiency, the wavelength of the laser light irradiated by the light source unit 1 of the power supply device 100 is slightly shorter than 1.1 μm, which corresponds to the bandgap of silicon. A wavelength of about 1 μm is preferable. In addition, since the laser light with a wavelength of 1 μm has a longer wavelength than the range of visible light, it can be said that it is safe for the human body.

図3に示すように、受光部21は、反射板30により囲まれるようにしてよい。反射板30を設けることにより、受光部21に入射したレーザー光が外部に漏れるのを防ぐことができる。 As shown in FIG. 3 , the light receiving section 21 may be surrounded by a reflector 30 . By providing the reflector 30, it is possible to prevent the laser light incident on the light receiving section 21 from leaking to the outside.

蓄電部22は、受光部21が変換した電力を蓄電する。蓄電部22は二次電池等の蓄電池であってよい。蓄電池として、例えば、リチウムイオン電池や、リチウムポリマー電池等を用いてよい。 The power storage unit 22 stores the electric power converted by the light receiving unit 21 . The power storage unit 22 may be a storage battery such as a secondary battery. As the storage battery, for example, a lithium ion battery, a lithium polymer battery, or the like may be used.

駆動部23は、蓄電部22が蓄電した電力を用いて動力装置を駆動する。駆動部23は、移動体200がドローンである場合は、回転翼を回転させるモータであってよい。あるいは、駆動部23は、移動体200が電気自動車である場合は、車輪を回転させるモータであってよい。 Drive unit 23 drives the power plant using the electric power stored in power storage unit 22 . If the mobile object 200 is a drone, the drive unit 23 may be a motor that rotates the rotor blades. Alternatively, if the moving body 200 is an electric vehicle, the drive unit 23 may be a motor that rotates the wheels.

撮像部24は、レーザー光を送出する給電装置100の画像を撮像する。撮像部24には、例えば、カメラを用いてよい。 The imaging unit 24 captures an image of the power supply device 100 that emits laser light. For example, a camera may be used as the imaging unit 24 .

検出部25は、撮像部24が撮像した画像に基づいて給電装置100の位置を検出する。検出部25は、画像に含まれる給電装置100を画像認識により検出してよい。画像認識を用いることにより、移動体200は給電装置100の位置を正確に把握することができる。 The detection unit 25 detects the position of the power supply device 100 based on the image captured by the imaging unit 24 . The detection unit 25 may detect the power supply device 100 included in the image by image recognition. By using image recognition, the moving body 200 can accurately grasp the position of the power supply device 100 .

制御部26は、給電装置100の光源部1に対して正対するように移動体200の受光部21の位置を制御する。この場合、制御部26は、受光部21のみの位置を制御してもよいし、移動体200全体の位置を制御してもよい。制御部26には、CPU等のマイクロコンピュータ(マイコン)を用いてよい。制御部26は、給電装置100の位置に追従して、受光部21の向きを制御することができる。従って、制御部26は、光源部1がレーザー光を照射している状態で、給電装置100と移動体200の相対的な位置が変動した場合であっても、給電装置100の位置をトラッキングし、光源部1から出射されたレーザー光を移動体200の受光部21に正確に照射させることができる。トラッキングとは、ここでは、検出した給電装置100を継続して検出し続けることをいう。移動体200は、電波、画像認識、センサ等の任意の手法により給電装置100をトラッキングしてよい。 The control unit 26 controls the position of the light receiving unit 21 of the moving body 200 so as to face the light source unit 1 of the power supply device 100 . In this case, the control unit 26 may control the position of only the light receiving unit 21, or may control the position of the moving body 200 as a whole. A microcomputer such as a CPU may be used for the control unit 26 . The control unit 26 can control the orientation of the light receiving unit 21 by following the position of the power supply device 100 . Therefore, the control unit 26 can track the position of the power supply device 100 even when the relative positions of the power supply device 100 and the moving object 200 fluctuate while the light source unit 1 is emitting laser light. , the light receiving section 21 of the moving body 200 can be accurately irradiated with the laser light emitted from the light source section 1 . Tracking here refers to continuing to detect the detected power supply device 100 . The moving object 200 may track the power supply device 100 by any method such as radio waves, image recognition, sensors, or the like.

通信部27は、給電装置100との間で情報を送受信する。通信部27は、給電装置100に対して、給電を要求する信号、蓄電部22への蓄電が完了したことを示す情報、受光部21における発電状況に関する情報等を送信してよい。 The communication unit 27 transmits and receives information to and from the power supply device 100 . The communication unit 27 may transmit, to the power supply device 100, a signal requesting power supply, information indicating that the power storage in the power storage unit 22 has been completed, information regarding the state of power generation in the light receiving unit 21, and the like.

記憶部28は、例えば、半導体メモリであってよい。記憶部28は、給電エリア400の位置情報、給電装置100に関する識別情報、及び移動体200を制御するためのプログラム等を格納してよい。 The storage unit 28 may be, for example, a semiconductor memory. The storage unit 28 may store position information of the power supply area 400, identification information about the power supply device 100, a program for controlling the mobile object 200, and the like.

図5に、本開示の一実施形態に係る給電装置100及び移動体200の動作を説明するためのシーケンス図を示す。ステップS101において、移動体200は、充電残量が少なくなった時、近くの給電エリア400(図1参照)に移動する。給電エリア400の位置は、移動体200の記憶部28に予め記憶されていてよい。 FIG. 5 shows a sequence diagram for explaining the operations of the power supply device 100 and the moving body 200 according to an embodiment of the present disclosure. In step S101, the moving object 200 moves to a nearby power supply area 400 (see FIG. 1) when the remaining charge is low. The position of the power supply area 400 may be stored in advance in the storage unit 28 of the mobile object 200 .

次に、ステップS102において、移動体200は、給電装置100を検知する。移動体200は、撮像部24を用いて給電装置100の画像を撮像し、撮像した画像に基づいて検出部25が給電装置100の位置を検出してよい。 Next, in step S<b>102 , the moving object 200 detects the power supply device 100 . The moving body 200 may capture an image of the power supply device 100 using the imaging unit 24, and the detection unit 25 may detect the position of the power supply device 100 based on the captured image.

次に、ステップS103において、移動体200は、受光部21である太陽電池の向きを制御する。移動体200は、給電装置100の位置を検出しているため、給電装置100の位置に対して太陽電池が正対するように制御部26が太陽電池の向きを制御することができる。制御部26は、移動体200の位置を変えずに太陽電池の向きのみを制御してもよいし、制御部26は、駆動部23を制御して、移動体200全体の向きを変えることにより、受光部21である太陽電池が給電装置100に対して正対するように制御してもよい。 Next, in step S<b>103 , the moving body 200 controls the orientation of the solar cell, which is the light receiving section 21 . Since mobile body 200 detects the position of power supply device 100 , controller 26 can control the direction of the solar cell so that the solar cell faces the position of power supply device 100 . The control unit 26 may control only the orientation of the solar cells without changing the position of the moving object 200, or the control unit 26 may control the driving unit 23 to change the orientation of the moving object 200 as a whole. , the solar cell that is the light receiving unit 21 may be controlled to face the power supply device 100 .

次に、ステップS104において、移動体200は、給電装置100に対して給電を要求する。例えば、移動体200の通信部27が、給電装置100に対して、給電を要求する信号を送信することにより、給電を要求してよい。ただし、移動体200が給電エリア400内に入ったことを給電装置100が検知した時点で、自動的に移動体200に対して給電を実行するようにしてもよく、この場合は、移動体200は給電装置100に対して給電を要求しなくてもよい。 Next, in step S<b>104 , the moving body 200 requests power supply from the power supply apparatus 100 . For example, the communication unit 27 of the moving object 200 may request power supply by transmitting a signal requesting power supply to the power supply apparatus 100 . However, when the power supply device 100 detects that the mobile body 200 has entered the power supply area 400, power may be automatically supplied to the mobile body 200. In this case, the mobile body 200 may not request power supply to the power supply apparatus 100 .

次に、ステップS105において、給電装置100が、移動体200の受光部21である太陽電池の位置、大きさ、形状を検知する。例えば、給電装置100の撮像部5が、移動体200の受光部21である太陽電池の画像を撮像し、撮像した画像に基づいて、画像認識部6が画像処理を行い、検出部7が受光部21である太陽電池の位置、大きさ、形状を検出してよい。ここで、例えば、図4に示すように、移動体200の受光部21である太陽電池がS20で示した長方形の大きさ及び形状を有することが検出されたものとする。 Next, in step S<b>105 , the power supply device 100 detects the position, size, and shape of the solar cell, which is the light receiving section 21 of the moving body 200 . For example, the imaging unit 5 of the power supply device 100 captures an image of the solar cell that is the light receiving unit 21 of the moving body 200, the image recognition unit 6 performs image processing based on the captured image, and the detection unit 7 receives light. The position, size, and shape of the solar cell, which is part 21, may be detected. Here, for example, as shown in FIG. 4, it is assumed that the solar cell, which is the light receiving section 21 of the moving body 200, is detected to have the rectangular size and shape indicated by S20.

次に、ステップS106において、給電装置100が光源部1であるビクセルアレイの向きを制御する。給電装置100の位置制御部3は、光源部1のみを制御して、ビクセルアレイの向きを移動体200の受光部21である太陽電池に向けるようにしてもよく、給電装置100全体の向きを制御することにより、光源部1であるビクセルアレイの向きを移動体200の受光部21である太陽電池に向けるようにしてもよい。あるいは、位置制御部3は、レーザー光を反射するミラーの角度を制御することにより、レーザー光の向きを制御してもよい。 Next, in step S<b>106 , the power supply device 100 controls the orientation of the pixel array, which is the light source unit 1 . The position control unit 3 of the power supply device 100 may control only the light source unit 1 to direct the direction of the pixel array toward the solar cell, which is the light receiving unit 21 of the moving body 200, or the direction of the entire power supply device 100. By controlling, the direction of the pixel array, which is the light source unit 1, may be directed toward the solar cell, which is the light receiving unit 21 of the moving body 200. FIG. Alternatively, the position control section 3 may control the direction of the laser light by controlling the angle of a mirror that reflects the laser light.

次に、ステップS107において、光源制御部4が、太陽電池の形状に合わせて発光させるビクセルを選択する。例えば、図4に示すように、S20で示した長方形の大きさ及び形状を有する太陽電池に対してレーザー光を照射する場合は、太陽電池の中心の位置と、領域S20に含まれる発光素子からのビームの中心の位置とが一致するように、光源部1の複数の発光素子のうち、S20で示した領域内のビクセルV21を含む12個のビクセルを選択する。 Next, in step S107, the light source control unit 4 selects pixels to emit light according to the shape of the solar cell. For example, as shown in FIG. 4, when irradiating a solar cell having a rectangular size and shape indicated by S20 with a laser beam, the position of the center of the solar cell and the light emitting element included in the region S20 12 pixels including the pixel V21 in the area indicated by S20 are selected from among the plurality of light emitting elements of the light source unit 1 so that the position of the center of the beam coincides.

次に、ステップS108において、給電装置100が移動体200に向けてレーザー光を照射する。 Next, in step S<b>108 , the power supply device 100 irradiates the moving body 200 with laser light.

次に、ステップS109において、レーザー光が受光部21である太陽電池全体に照射される。例えば、図4に示した例では、S20で示した領域内のビクセルV21を含む12個のビクセルから照射されたレーザー光は、太陽電池と同一の形状を有したビーム光となって、太陽電池全体に照射される。受光部21である太陽電池において、レーザー光のエネルギーが電気エネルギーに変換され、変換された電気エネルギーは蓄電部22に蓄電される。 Next, in step S109, the entire solar cell, which is the light receiving portion 21, is irradiated with laser light. For example, in the example shown in FIG. 4, the laser light emitted from 12 vixels including the vixel V21 in the region indicated by S20 becomes a beam light having the same shape as the solar cell. irradiated all over. In the solar cell, which is the light receiving unit 21 , the energy of the laser light is converted into electric energy, and the converted electric energy is stored in the electric storage unit 22 .

以上のようにして、給電装置100の光源部1から照射されたレーザー光Lにより、移動体200への光無線給電が実行される。なお、移動体200の蓄電部22に十分電力が蓄電された場合には、移動体200の通信部27が、給電装置100の通信部8に対して、給電が完了したことを通知するようにしてよい。 As described above, optical wireless power feeding to the moving object 200 is performed by the laser light L emitted from the light source unit 1 of the power feeding device 100 . Note that when sufficient electric power is stored in power storage unit 22 of mobile object 200, communication unit 27 of mobile object 200 notifies communication unit 8 of power supply device 100 that power supply has been completed. you can

(給電装置によるトラッキング)
次に、移動体200の受光部21が給電装置100に対して相対的に移動した場合における給電装置100によるトラッキング方法について説明する。給電装置100によるトラッキングは、給電装置100の光源制御部4が、移動体200の受光部21の相対的移動に応じて、光源部1の複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択することにより実行される。図6に、本開示の実施例1に係る給電装置の動作手順を説明するためのフローチャートを示す。
(Tracking by power supply device)
Next, a tracking method by the power supply device 100 when the light receiving unit 21 of the moving body 200 moves relative to the power supply device 100 will be described. In the tracking by the power supply device 100, the light source control unit 4 of the power supply device 100 selects the light emitting element to emit light from among the plurality of light emitting elements of the light source unit 1 according to the relative movement of the light receiving unit 21 of the moving body 200. It is executed by FIG. 6 shows a flowchart for explaining the operation procedure of the power supply device according to the first embodiment of the present disclosure.

まず、ステップS201において、給電装置100の撮像部5が、移動体200の受光部21である太陽電池の画像を撮像する。 First, in step S<b>201 , the imaging unit 5 of the power supply device 100 captures an image of the solar cell, which is the light receiving unit 21 of the moving body 200 .

次に、ステップS202において、給電装置100の取得部2が、太陽電池の位置、大きさ、形状に関する情報を取得する。 Next, in step S202, the acquisition unit 2 of the power supply device 100 acquires information on the position, size, and shape of the solar cell.

次に、ステップS203において、給電装置100の位置制御部3が、光源部1であるビクセルアレイと太陽電池とを正対させる。 Next, in step S203, the position control unit 3 of the power supply device 100 causes the pixel array, which is the light source unit 1, and the solar cell to face each other.

次に、ステップS204において、給電装置100の光源制御部4が、光源部1であるビクセルアレイの発光領域を決定する。 Next, in step S<b>204 , the light source control unit 4 of the power supply device 100 determines the light emitting area of the pixel array, which is the light source unit 1 .

次に、ステップS205において、給電装置100の光源制御部4が、ビクセルアレイを選択的に発光させる。 Next, in step S205, the light source control unit 4 of the power supply device 100 selectively causes the pixel array to emit light.

次に、ステップS206において、太陽電池に照射して給電を実行する。 Next, in step S206, power is supplied by irradiating the solar cell.

次に、ステップS207において、給電装置100の画像認識部6が、撮像部5が撮像した太陽電池の画像から太陽電池が移動しているか否かを検知する。 Next, in step S<b>207 , the image recognition unit 6 of the power supply device 100 detects whether or not the solar cell has moved from the image of the solar cell captured by the imaging unit 5 .

ステップS207において、太陽電池の移動が検知されなかった場合は、ステップS204に戻って、太陽電池への給電を継続する。 If no movement of the solar cell is detected in step S207, the process returns to step S204 to continue power supply to the solar cell.

一方、ステップS207において、太陽電池の移動が検知された場合は、ステップS208において、移動方向に合わせて発光させるビクセルの位置を調整する。 On the other hand, if the movement of the solar cell is detected in step S207, the position of the pixel to emit light is adjusted in accordance with the movement direction in step S208.

(光源部の発光制御による微小範囲のトラッキング)
図7に、本開示の実施例1に係る給電装置100が移動する受光部21にレーザー光を照射する様子を説明するための図を示す。図7(a)~(c)は、給電装置100の撮像部5が撮像した移動体200の受光部21である太陽電池を含む画像40の例である。図7(d)~(f)は、給電装置100の光源部1の平面図である。ここで、図7(a)~(c)に示した画像40に示された領域は、光源部1に含まれる複数の発光素子を全て発光させたときのレーザー光の照射範囲と一致しているものとする。
(Tracking in a minute range by light emission control of the light source)
FIG. 7 shows a diagram for explaining how the power supply device 100 according to the first embodiment of the present disclosure irradiates the moving light receiving unit 21 with laser light. FIGS. 7A to 7C are examples of an image 40 including the solar cell, which is the light receiving unit 21 of the moving object 200, captured by the imaging unit 5 of the power supply device 100. FIG. 7D to 7F are plan views of the light source section 1 of the power supply device 100. FIG. Here, the area shown in the image 40 shown in FIGS. 7A to 7C corresponds to the irradiation range of the laser light when all the plurality of light emitting elements included in the light source unit 1 are caused to emit light. It is assumed that there is

図7(a)に示すように、撮像部5が撮像した画像40において、太陽電池を構成する受光部21が左側に位置していた場合は、図7(d)に示すように、太陽電池を構成する受光部21と正対している光源部1の領域S30内のビクセルV31を含む、ハッチングを施した4個のビクセルを発光させ、受光部21の全体にレーザー光が照射される。 As shown in FIG. 7(a), in the image 40 captured by the imaging unit 5, when the light receiving unit 21 constituting the solar cell is positioned on the left side, the solar cell The hatched four vixels, including the vixel V31 in the region S30 of the light source unit 1 facing the light receiving unit 21 constituting , emit light, and the entire light receiving unit 21 is irradiated with laser light.

次に、図7(a)に示すように、画像40において、太陽電池を構成する受光部21が矢印A1の方向に移動し、図7(b)に示すように、太陽電池を構成する受光部21の位置が画像40において中央寄りに移動したものとする。この場合、図7(d)の領域S30内に含まれるビクセルを発光させると、移動後の受光部21の全体にはレーザー光が照射されない。そこで、図7(e)に示すように、移動後の太陽電池を構成する受光部21の位置に対応した領域S40内に含まれるビクセルV41を含む、ハッチングを施した4個のビクセルを発光させる。そうすると、領域S40内に含まれる4個のビクセルから照射されたレーザー光は、図7(b)に示した移動後の受光部21の全体に照射される。図7(e)における光源部1の位置は、図7(d)における光源部1の位置と同じである。光源制御部4は、光源部1の発光領域をS30からS40へ変更することにより、受光部21の移動に追従させて、受光部21の全体にレーザー光が照射されるようにトラッキングを行っている。 Next, as shown in FIG. 7A, in the image 40, the light receiving section 21 constituting the solar cell moves in the direction of arrow A1, and as shown in FIG. Assume that the position of the portion 21 has moved toward the center of the image 40 . In this case, when the vixels included in the region S30 of FIG. 7D are caused to emit light, the entire light receiving section 21 after movement is not irradiated with laser light. Therefore, as shown in FIG. 7(e), the hatched four vixels including the vixel V41 included in the region S40 corresponding to the position of the light receiving part 21 constituting the solar cell after the movement are caused to emit light. . Then, the laser beams emitted from the four vixels included in the region S40 are applied to the entire light-receiving section 21 after movement shown in FIG. 7(b). The position of the light source section 1 in FIG. 7(e) is the same as the position of the light source section 1 in FIG. 7(d). The light source control unit 4 changes the light emitting region of the light source unit 1 from S30 to S40 to follow the movement of the light receiving unit 21, and performs tracking so that the entire light receiving unit 21 is irradiated with laser light. there is

さらに、図7(b)に示すように、画像40において、太陽電池を構成する受光部21が矢印A2の方向に移動し、図7(c)に示すように、太陽電池を構成する受光部21の位置が画像40において右側に移動したものとする。この場合、図7(e)の領域S40内に含まれるビクセルを発光させると、移動後の受光部21の全体にはレーザー光が照射されない。そこで、図7(f)に示すように、移動後の太陽電池を構成する受光部21の位置に対応した領域S50内に含まれるビクセルV51を含む、ハッチングを施した4個のビクセルを発光させる。そうすると、領域S50内に含まれる4個のビクセルから照射されたレーザー光は、図7(c)に示した移動後の受光部21の全体に照射される。図7(f)における光源部1の位置は、図7(e)における光源部1の位置と同じである。光源制御部4が、光源部1の発光領域をS40からS50へ変更することにより、受光部21の移動に追従させて、受光部21の全体にレーザー光が照射されるようにトラッキングを行っている。 Further, as shown in FIG. 7B, in the image 40, the light receiving portion 21 constituting the solar cell moves in the direction of arrow A2, and as shown in FIG. 7C, the light receiving portion 21 constituting the solar cell Assume that the position of 21 has moved to the right in the image 40 . In this case, when the vixels included in the region S40 of FIG. 7E are caused to emit light, the entire light receiving section 21 after movement is not irradiated with laser light. Therefore, as shown in FIG. 7(f), the hatched four vixels including the vixel V51 included in the region S50 corresponding to the position of the light receiving section 21 constituting the solar cell after the movement are caused to emit light. . Then, the laser beams emitted from the four vixels included in the region S50 are applied to the entire light-receiving section 21 after movement shown in FIG. 7(c). The position of the light source section 1 in FIG. 7(f) is the same as the position of the light source section 1 in FIG. 7(e). The light source control unit 4 changes the light emitting region of the light source unit 1 from S40 to S50 to follow the movement of the light receiving unit 21, and performs tracking so that the entire light receiving unit 21 is irradiated with laser light. there is

以上のように、実施例1に係る給電装置においては、受光部21が光源部1に対して所定の方向に移動した場合に、光源制御部4が、受光部21の移動に追従して、複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択するようにしているため、光源部1の位置を変えずに、移動する太陽電池に対してトラッキングを行うことができる。 As described above, in the power supply device according to the first embodiment, when the light receiving unit 21 moves in a predetermined direction with respect to the light source unit 1, the light source control unit 4 follows the movement of the light receiving unit 21, Since the light emitting element to emit light is selected from among the plurality of light emitting elements, the moving solar cell can be tracked without changing the position of the light source unit 1 .

なお、移動体200の受光部21の位置が、画像40の範囲を超えて移動した場合には、光源部1の位置を固定したままでは、移動後の受光部21の全体にレーザー光を照射することができなくなるため、光源部1の向きを変える等、光源部1自体の位置を調整することにより、トラッキングを行うようにしてよい。 Note that when the position of the light receiving unit 21 of the moving body 200 moves beyond the range of the image 40, if the position of the light source unit 1 remains fixed, the entire light receiving unit 21 after movement is irradiated with laser light. Therefore, tracking may be performed by adjusting the position of the light source unit 1 itself, such as by changing the direction of the light source unit 1 .

図7(a)~(f)には、太陽電池を構成する受光部21の位置が画像40において水平方向に移動した場合におけるトラッキングの例を示したが、このような例には限られず、受光部21が画像40において任意の方向に移動した場合であっても、受光部21の位置に対応した発光素子を選択し、発光させることにより、トラッキングを行うことができる。このように、実施例1に係る給電装置100によれば、給電装置100に対して移動体200の受光部21の位置が移動した場合であっても、給電装置100の光源制御部4が、受光部21の移動前の位置と移動後の位置との間のズレを解消するように発光素子を選択することより、受光部21の全体にレーザー光を照射し、高い給電効率を維持することができる。 FIGS. 7A to 7F show an example of tracking when the position of the light receiving unit 21 constituting the solar cell moves horizontally in the image 40, but the tracking is not limited to such an example. Even if the light receiving section 21 moves in an arbitrary direction in the image 40, tracking can be performed by selecting a light emitting element corresponding to the position of the light receiving section 21 and emitting light. As described above, according to the power supply device 100 according to the first embodiment, even when the position of the light receiving unit 21 of the moving body 200 moves with respect to the power supply device 100, the light source control unit 4 of the power supply device 100 By selecting a light-emitting element so as to eliminate the deviation between the position before movement and the position after movement of the light receiving section 21, the entire light receiving section 21 is irradiated with laser light, and high power supply efficiency is maintained. can be done.

[実施例2]
以上の説明においては、移動体がドローンである場合を例にとって説明したが、移動体はドローンのような飛行体には限られない。例えば、移動体は、電気自動車等の移動体であってもよい。ここでは、移動体が電気自動車である場合を例にとって説明する。図8に、本開示の実施例2に係る光無線給電システムの概要を説明するための図を示す。光無線給電システム300は、給電装置100と、給電装置100から電力を受電する移動体である電気自動車600と、を有する。
[Example 2]
In the above description, an example in which the mobile object is a drone has been described, but the mobile object is not limited to a flying object such as a drone. For example, the mobile body may be a mobile body such as an electric vehicle. Here, a case where the moving object is an electric vehicle will be described as an example. FIG. 8 shows a diagram for explaining an outline of an optical wireless power supply system according to a second embodiment of the present disclosure. The optical wireless power supply system 300 includes a power supply device 100 and an electric vehicle 600 that is a moving object that receives power from the power supply device 100 .

まず、移動体である電気自動車600が給電エリア400に進入する。電気自動車600は、電気自動車600を移動させるための電力が減少し充電が必要になった場合、あるいは、充電するよう指示を受け付けた場合などに、給電エリア400に移動して充電してよい。電気自動車600は、電信柱700に設置された給電装置100が発している電波を受信して、光源部1の位置を把握し、電気自動車600に設けられている受光部21の向きを給電装置100に正対するように制御する。 First, electric vehicle 600 , which is a mobile object, enters power supply area 400 . Electric vehicle 600 may move to power supply area 400 to be charged when the electric power for moving electric vehicle 600 is reduced and charging becomes necessary, or when an instruction to charge is received. The electric vehicle 600 receives radio waves emitted by the power supply device 100 installed on the utility pole 700, grasps the position of the light source unit 1, and detects the direction of the light receiving unit 21 provided in the electric vehicle 600. Control to face 100.

給電装置100は、カメラ等の撮像部5を備えており、電気自動車600を撮像し、撮像した画像に基づいて受光部21の位置を検知する。光源部1には、複数の発光素子が設けられている。光源制御部4は、複数の発光素子のうち、電気自動車600の受光部21の大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させて、レーザー光Lを照射する。電気自動車600の受光部21には太陽電池が設けられており、太陽電池は受光したレーザー光を電気エネルギーに変換し、蓄電部(図示せず)に蓄電する。電気自動車600は、蓄電した電力を利用して移動を継続することができる。以上のようにして、給電装置100から電気自動車600への光無線給電を実行することができる。 The power supply device 100 includes an image pickup unit 5 such as a camera, picks up an image of the electric vehicle 600, and detects the position of the light receiving unit 21 based on the picked up image. The light source unit 1 is provided with a plurality of light emitting elements. The light source control unit 4 selects a light emitting element corresponding to the size and shape of the light receiving unit 21 of the electric vehicle 600 from among the plurality of light emitting elements, and emits light to irradiate the laser beam L thereon. A solar cell is provided in the light receiving unit 21 of the electric vehicle 600, and the solar cell converts the received laser light into electric energy and stores the electric energy in an electric storage unit (not shown). Electric vehicle 600 can continue to move using the stored electric power. As described above, optical wireless power feeding from the power feeding device 100 to the electric vehicle 600 can be performed.

なお、給電装置100が電気自動車600に向けて給電を行っている際に、電気自動車600は、例えば、矢印A0に向けて移動していてもよい。給電装置100は電気自動車600の受光部21の位置をトラッキングしているため、電気自動車600が移動していても、光源部1から照射されたレーザー光Lを受光部21に照射することができるためである。この場合、給電装置100と電気自動車600とは互いにトラッキングし合っていてよい。 It should be noted that electric vehicle 600 may move, for example, in the direction of arrow A0 while power supply device 100 is supplying power to electric vehicle 600 . Since the power supply device 100 tracks the position of the light receiving section 21 of the electric vehicle 600, the light receiving section 21 can be irradiated with the laser light L emitted from the light source section 1 even when the electric vehicle 600 is moving. It's for. In this case, power supply device 100 and electric vehicle 600 may track each other.

[実施例3]
次に、本開示の実施例3に係る光無線給電システムについて説明する。図9に、本開示の実施例3に係る光無線給電システムの概要を説明するための図を示す。実施例3に係る光無線給電システムは、光源部(1U、1D)が、移動体(200、800)の可動範囲に対応する位置に配置され、光源制御部(4U、4D)は、移動体(200、800)の受光部の位置と対応する位置に配置された発光素子を選択する点を特徴としている。ここでは、移動体200がドローンである場合を例にとって説明するが、移動体200はドローンには限られない。図9において、移動体200の可動範囲が建築物1000である例を示しているが、このような例には限られない。
[Example 3]
Next, an optical wireless power supply system according to Example 3 of the present disclosure will be described. FIG. 9 shows a diagram for explaining an outline of an optical wireless power feeding system according to a third embodiment of the present disclosure. In the optical wireless power supply system according to the third embodiment, the light source units (1U, 1D) are arranged at positions corresponding to the movable range of the moving body (200, 800), and the light source control units (4U, 4D) It is characterized in that a light-emitting element arranged at a position corresponding to the position of the light-receiving portion of (200, 800) is selected. Here, a case where the mobile object 200 is a drone will be described as an example, but the mobile object 200 is not limited to a drone. Although FIG. 9 shows an example in which the movable range of the moving body 200 is the building 1000, it is not limited to such an example.

図9において、建築物1000の天井及び床には給電装置(図示せず)が配置されている。また、建築物1000の天井には光源制御部4Uが配置され、床には光源制御部4Dが配置されている。同様に、建築物1000の天井には、光源部である複数のビクセルアレイ1Uが配置され、床には光源部である複数のビクセルアレイ1Dが配置されている。移動体200は、建築物1000内を移動することができる。即ち、光源部である複数のビクセルアレイ(1U、1D)は、移動体200の可動範囲である建築物1000内に配置されている。なお、図9において、複数のビクセルアレイ(1U、1D)は、横方向にアレイ状に配置されている例を示しているが、このような例には限られず、紙面と直交する方向を含めて2次元アレイ状に配置されてよい。 In FIG. 9, power supply devices (not shown) are arranged on the ceiling and floor of a building 1000 . A light source control unit 4U is arranged on the ceiling of the building 1000, and a light source control unit 4D is arranged on the floor. Similarly, a plurality of pixel arrays 1U, which are light sources, are arranged on the ceiling of the building 1000, and a plurality of pixel arrays 1D, which are light sources, are arranged on the floor. The moving body 200 can move within the building 1000 . That is, a plurality of pixel arrays (1U, 1D), which are light sources, are arranged within a building 1000, which is the movable range of the moving body 200. FIG. Note that FIG. 9 shows an example in which a plurality of pixel arrays (1U, 1D) are arranged in an array in the horizontal direction, but the present invention is not limited to such an example, and includes directions perpendicular to the plane of the paper. may be arranged in a two-dimensional array.

図9において、移動体200は上部及び下部に受光部(21U、21D)を備えている。受光部21Uを構成する面のうち、天井に配置された複数のビクセルアレイ1Uと対向する面に太陽電池が配置されている。同様に、受光部21Dを構成する面のうち、床に配置された複数のビクセルアレイ1Dと対向する面に太陽電池が配置されている。 In FIG. 9, the moving body 200 has light receiving portions (21U, 21D) on its upper and lower portions. Among the surfaces forming the light receiving unit 21U, the solar cells are arranged on the surface facing the plurality of pixel arrays 1U arranged on the ceiling. Similarly, among the surfaces constituting the light receiving section 21D, the solar cells are arranged on the surface facing the plurality of pixel arrays 1D arranged on the floor.

建築物1000の側面の上部及び下部には、撮像部(5U、5D)が設けられており、それぞれ、移動体200の受光部(21U、21D)を撮像する。給電装置の取得部(図示せず)は、撮像部(5U、5D)が撮像した画像から受光部(21U、21D)に設けられた太陽電池の位置、大きさ、形状に関する情報を取得することができる。 Imaging units (5U, 5D) are provided on the upper and lower sides of the building 1000, and capture images of the light receiving units (21U, 21D) of the moving object 200, respectively. An acquisition unit (not shown) of the power supply device acquires information on the position, size, and shape of the solar cells provided in the light receiving units (21U, 21D) from the images captured by the imaging units (5U, 5D). can be done.

光源制御部(4U、4D)は、受光部(21U、21D)に設けられた太陽電池の位置、大きさ、形状に関する情報に基づいて、複数のビクセルアレイ(1U、1D)のうち、移動体200の受光部(21U、21D)の位置と対応する位置に配置された発光素子を選択する。例えば、図9に示した例では、天井に配置された光源制御部4Uは、複数のビクセルアレイ1Uの内の移動体200の受光部21Uの位置と対応する位置に配置された発光素子(V1、V2)を選択する。発光素子(V1、V2)から照射されたレーザー光(L1、L2)は移動体200の上部に配置された受光部21Uに照射される。同様に、床に配置された光源制御部4Dは、複数のビクセルアレイ1Dの内の移動体200の受光部21Dの位置と対応する位置に配置された発光素子(V3、V4)を選択する。発光素子(V3、V4)から照射されたレーザー光(L3、L4)は移動体200の下部に配置された受光部21Dに照射される。 The light source control units (4U, 4D) select moving objects among the plurality of pixel arrays (1U, 1D) based on information on the position, size, and shape of the solar cells provided in the light receiving units (21U, 21D). The light emitting elements arranged at positions corresponding to the positions of the light receiving portions (21U, 21D) of 200 are selected. For example, in the example shown in FIG. 9, the light source control unit 4U arranged on the ceiling has a light emitting element (V1 , V2). The laser beams (L1, L2) emitted from the light emitting elements (V1, V2) are applied to the light receiving section 21U arranged above the moving body 200. As shown in FIG. Similarly, the light source control unit 4D arranged on the floor selects the light emitting elements (V3, V4) arranged at positions corresponding to the positions of the light receiving units 21D of the moving body 200 among the plurality of pixel arrays 1D. The laser beams (L3, L4) emitted from the light emitting elements (V3, V4) are applied to the light receiving section 21D arranged below the moving body 200. As shown in FIG.

また、移動体200が建築物1000内で異動した場合は、移動後の移動体の受光部(21U、21D)に対応する位置に配置された発光素子を選択し、発光させてよい。このような構成とすることで、移動体200が、移動体200の可動範囲である建築物1000内のどの位置に存在していても、給電装置は、移動体200の受光部(21U、21D)と対応する位置に配置された発光素子を発光させて、移動体200に対して給電を行うことができる。 Further, when the moving body 200 moves within the building 1000, the light emitting elements arranged at the positions corresponding to the light receiving portions (21U, 21D) of the moving body after movement may be selected to emit light. By adopting such a configuration, the power supply device can detect the light receiving portions (21U, 21D ), the moving body 200 can be supplied with power by causing the light-emitting element arranged at the position corresponding to the position corresponding to the position corresponding to .

また、移動体は、例えば、建築物1000の床面を走行するAGV(Automatic Guided Vehicle)800であってよい。AGV800には、受光部210が設けられており、受光部210は、天井側の面及び床側の面の両方に太陽電池が設けられているものとする。ここで、図9に示すように、AGV800が矢印A3の方向に移動し、遮蔽物900の下に移動するものとする。この場合、AGV800が遮蔽物900によって遮られる前の位置においては、建築物1000の天井に配置された複数のビクセルアレイ1Uから受光部210の上面に照射されるレーザー光によって給電を行うことができる。一方、AGV800が遮蔽物900の下に移動した場合は、建築物1000の天井に配置された複数のビクセルアレイ1Uから放射されたレーザー光は、遮蔽物900によって遮られるため、受光部210の上面に照射させることができない。一方、建築物1000の床に配置された複数のビクセルアレイ1Dのうち、受光部210の形状に対応する位置に配置されているビクセル(V5、V6)は、受光部210の下面にレーザー光を照射することができ、AGV800に対して給電を行うことができる。このように、建築物1000の天井と床の両方に光源部を配置することにより、移動体の受光部が、遮蔽物によって、一方の光源部から遮蔽される場合であっても、遮蔽されない他方の光源部からレーザー光を照射することによって給電を行うことができる。 Also, the mobile object may be, for example, an AGV (Automatic Guided Vehicle) 800 that travels on the floor surface of the building 1000 . The AGV 800 is provided with a light receiving unit 210, and the light receiving unit 210 is provided with solar cells on both the ceiling-side surface and the floor-side surface. Here, it is assumed that AGV 800 moves in the direction of arrow A3 and moves under shield 900, as shown in FIG. In this case, at a position before the AGV 800 is blocked by the shield 900, power can be supplied by laser light emitted from the plurality of pixel arrays 1U arranged on the ceiling of the building 1000 to the upper surface of the light receiving unit 210. . On the other hand, when the AGV 800 moves under the shield 900, the laser light emitted from the plurality of pixel arrays 1U arranged on the ceiling of the building 1000 is blocked by the shield 900. cannot be irradiated. On the other hand, among the plurality of vixel arrays 1D arranged on the floor of the building 1000, the vixels (V5, V6) arranged at positions corresponding to the shape of the light receiving section 210 emit laser light to the lower surface of the light receiving section 210. It can illuminate and the AGV 800 can be powered. In this way, by arranging the light source units on both the ceiling and the floor of the building 1000, even if the light receiving unit of the moving object is blocked from one light source unit by a shield, the other light source unit is not blocked. Power can be supplied by irradiating a laser beam from the light source.

上記の説明において、光源部が、移動体の可動範囲である建築物1000の天井及び床に配置される例を示したが、このような例には限られず、光源部は、例えば、天井や床以外の側面等の他の面に配置するようにしてもよい。また、移動体と光源部との間に遮蔽物が存在する場合においても給電を実行できるように、光源部は、移動体の可動範囲である建築物1000の複数の面に配置されてよい。 In the above description, an example is shown in which the light source unit is arranged on the ceiling and floor of the building 1000, which is the movable range of the moving body. You may make it arrange|position on other surfaces other than a floor, such as a side surface. Also, the light source units may be arranged on a plurality of surfaces of the building 1000 within the movable range of the moving object so that power can be supplied even when there is a shield between the moving object and the light source unit.

以上のように、実施例3に係る光無線給電システムによれば、移動体は、可動範囲の任意の位置において、給電装置から受光部の形状に合わせたレーザー光を受光することができ、給電効率を高めることができる。 As described above, according to the optical wireless power supply system according to the third embodiment, the moving body can receive laser light from the power supply device in accordance with the shape of the light receiving unit at any position within the movable range. Efficiency can be increased.

[実施例4]
次に、実施例4に係る光無線給電システムについて説明する。図10に、本開示の実施例4に係る光無線給電システムの概要を説明するための図を示す。実施例4に係る光無線給電システムは、移動体の受光部は複数のセルを備え、移動体は、複数のセルにおける起電圧を計測する電圧検出器を備え、給電装置の光源制御部は、複数のセルに照射する光の強度を調整することにより、移動体に対して移動方向を指示する点を特徴としている。
[Example 4]
Next, an optical wireless power feeding system according to a fourth embodiment will be described. FIG. 10 shows a diagram for explaining an outline of an optical wireless power feeding system according to a fourth embodiment of the present disclosure. In the optical wireless power supply system according to the fourth embodiment, the light receiving unit of the moving object includes a plurality of cells, the moving object includes a voltage detector that measures electromotive voltages in the plurality of cells, and the light source control unit of the power supply device includes: It is characterized in that the moving direction is indicated to the moving body by adjusting the intensity of the light irradiated to the plurality of cells.

例えば、図10に示すように、移動体200の受光部は2つのセルからなり、一方のセルをC1とし、他方のセルをC2とする。セルC1には、ビクセルV1からレーザー光L1を照射し、セルC2には、ビクセルV2からレーザー光L2を照射する。2つのセル(C1、C2)は、発生した起電圧を計測する電圧検出器が設けられてよい。電圧検出器によって起電圧を計測することによって、2つのセル(C1、C2)に照射されたレーザー光の強度の大小を判定することができる。 For example, as shown in FIG. 10, the light-receiving part of the moving body 200 is composed of two cells, one of which is C1 and the other is C2. Cell C1 is irradiated with laser light L1 from pixel V1, and cell C2 is irradiated with laser light L2 from pixel V2. The two cells (C1, C2) may be provided with voltage detectors to measure the electromotive voltage generated. By measuring the electromotive voltage with a voltage detector, it is possible to determine the magnitude of the intensity of the laser light irradiated to the two cells (C1, C2).

給電装置の光源制御部4Uは、レーザー光L1の強度をレーザー光L2の強度より高くすることにより、移動体200を矢印Aの方向に移動させるように指示してよい。また、給電装置の光源制御部4Uは、レーザー光L2の強度をレーザー光L1の強度より高くすることにより、移動体200を矢印Bの方向に移動させるように指示してよい。このようなレーザー光の強度による移動体の移動方向の制御は、移動体の記憶部に格納したプログラムにより実行することができる。 The light source control unit 4U of the power supply device may instruct the moving body 200 to move in the direction of the arrow A by making the intensity of the laser beam L1 higher than that of the laser beam L2. Further, the light source control unit 4U of the power supply device may instruct the moving body 200 to move in the direction of the arrow B by making the intensity of the laser beam L2 higher than that of the laser beam L1. Such control of the direction of movement of the moving object based on the intensity of the laser beam can be executed by a program stored in the storage unit of the moving object.

あるいは、光源制御部4Uは、他の移動体202の受光部の所定の領域(C3、C4)に対して光を照射するように発光素子を選択することにより、移動体200に対して移動方向を指示してよい。例えば、図10に示すように、移動体202の受光部が複数のセル(C3、C4)を備えているものとする。このとき、光源制御部4Uが、セルC3に対してレーザー光L7が照射されるように、ビクセルアレイ1Uの発光素子を選択した場合に、移動体202を矢印Cの方向に移動させてよい。一方、光源制御部4Uが、セルC4に対してレーザー光が照射されるように、ビクセルアレイ1Uの発光素子を選択した場合に、移動体202を矢印Dの方向に移動させてよい。 Alternatively, the light source control unit 4U selects light emitting elements so as to irradiate predetermined regions (C3, C4) of the light receiving unit of the other moving body 202 with light, thereby changing the moving direction of the moving body 200. can be indicated. For example, as shown in FIG. 10, it is assumed that the light-receiving part of the moving body 202 has a plurality of cells (C3, C4). At this time, the moving body 202 may be moved in the direction of the arrow C when the light source control unit 4U selects the light emitting element of the pixel array 1U so that the cell C3 is irradiated with the laser light L7. On the other hand, the moving body 202 may be moved in the direction of the arrow D when the light source control unit 4U selects the light emitting element of the pixel array 1U so that the cell C4 is irradiated with laser light.

以上のように、移動体の受光部を複数のセルに分割しておき、受光部に照射するレーザー光の強度を調整することにより、移動体に対して移動方向を指示することができ、移動のための信号を別途送信する工程を省略することができる。 As described above, by dividing the light receiving portion of the moving body into a plurality of cells and adjusting the intensity of the laser beam irradiated to the light receiving portion, it is possible to instruct the moving direction of the moving body. can be omitted.

なお、上記の説明においては、移動体に対して、2次元平面上における移動方向を指示する例について説明したが、このような例には限られない。例えば、移動体の受光部に照射するレーザー光の強度や周期を変化させることによって、移動体の垂直方向の移動の制御を行うようにしてよい。 In the above description, an example of instructing a moving object on a two-dimensional plane has been described, but the present invention is not limited to such an example. For example, the vertical movement of the movable body may be controlled by changing the intensity or period of the laser beam that irradiates the light-receiving part of the movable body.

[実施例5]
次に、本開示の実施例5に係る光無線給電システム301について説明する。図11に、本開示の実施例5に係る光無線給電システム301を構成する給電装置101及び移動体201のブロック図を示す。実施例5に係る光無線給電システム301は、受光部21は、複数のセルを備え、移動体201が、複数のセルにおける起電圧を計測し、複数のセルにおける発電率を算出する発電率算出部29を備え、給電装置101が、複数のセルにおける発電率に基づいて、受光部21の位置と光源部1からのレーザー光の照射領域との間のズレ量を算出する算出部11を有する点を特徴としている。実施例1に係る給電装置100においては、撮像部5が撮像した画像に基づいて、給電対象の移動体200の受光部21の位置を決定している。従って、受光部21の位置が元の位置からズレているか否かは、撮像部5が撮像した画像に基づいて判断することができる。これに対して、実施例5に係る光無線給電システム301は、移動体201の受光部21における発電状況に関する情報を受信し、算出部11は、受信した情報に基づいて、受光部21の位置が元の位置からズレているか否かを判断し、ズレ量を算出する。
[Example 5]
Next, an optical wireless power supply system 301 according to Example 5 of the present disclosure will be described. FIG. 11 shows a block diagram of a power supply device 101 and a moving object 201 that configure an optical wireless power supply system 301 according to the fifth embodiment of the present disclosure. In the optical wireless power supply system 301 according to the fifth embodiment, the light receiving unit 21 includes a plurality of cells, and the moving body 201 measures electromotive voltages in the plurality of cells, and calculates the power generation rate in the plurality of cells. The power supply device 101 has a calculation unit 11 that calculates the amount of deviation between the position of the light receiving unit 21 and the irradiation area of the laser light from the light source unit 1 based on the power generation rates of the plurality of cells. characterized by points. In the power supply device 100 according to the first embodiment, the position of the light receiving unit 21 of the moving object 200 to be supplied with power is determined based on the image captured by the imaging unit 5 . Therefore, whether or not the position of the light receiving section 21 is shifted from the original position can be determined based on the image captured by the imaging section 5 . On the other hand, the wireless optical power supply system 301 according to the fifth embodiment receives information about the power generation status of the light receiving unit 21 of the moving object 201, and the calculating unit 11 calculates the position of the light receiving unit 21 based on the received information. is deviated from its original position, and the amount of deviation is calculated.

図12に、本開示の実施例5に係る光無線給電システム301において、移動体201からの発電状況に関する情報に基づいて、照射領域のズレの有無を判断する手順を説明するためのフローチャートを示す。ステップS301からS306までの手順は、図6に示したステップS201からS206までの手順と同様であるため、詳細な説明は省略する。上述したように、太陽電池は高い起電圧を出力するために、複数のセルを直列接続させている。そこで、太陽電池を構成する複数のセルのそれぞれに出力電圧を検出するための電圧検出器を設けておき、個々のセルの出力電圧を検出する。移動体201の通信部27は、個々のセルの発電状況に関する情報を給電装置101の通信部8に送信する。ステップS307において、給電装置101の通信部8は、移動体201の通信部27から太陽電池の個々のセルの発電状況に関する情報を受信する。 FIG. 12 shows a flowchart for explaining the procedure for determining whether or not there is a shift in the irradiation area based on the information about the power generation status from the moving body 201 in the wireless optical power supply system 301 according to the fifth embodiment of the present disclosure. . Since the procedure from steps S301 to S306 is the same as the procedure from steps S201 to S206 shown in FIG. 6, detailed description thereof will be omitted. As described above, a solar cell has a plurality of cells connected in series in order to output a high electromotive voltage. Therefore, a voltage detector for detecting the output voltage is provided in each of the plurality of cells that constitute the solar battery, and the output voltage of each cell is detected. The communication unit 27 of the mobile object 201 transmits information about the power generation status of each cell to the communication unit 8 of the power supply device 101 . In step S<b>307 , the communication unit 8 of the power supply device 101 receives information about the power generation status of each cell of the solar battery from the communication unit 27 of the mobile object 201 .

次に、ステップS308において、給電装置101の算出部11は、受信した受光部21である太陽電池の個々のセルのうち、発電率が100%ではない単位セルがあるか否かを判断する。即ち、個々のセルの発電量のうちで最大値を算出し、算出した最大値で個々のセルの発電量を規格化することにより、発電率が100%であるか否かを判断する。セルの発電率が100%ではないということは、セルを構成する太陽電池の一部の領域にはレーザー光が照射されていないことを意味している。ここで、太陽電池を構成する受光部21の受光領域全体の形状とレーザー光の照射領域の形状は同一形状であるため、一部にレーザー光が照射されていないセルが存在していれば、受光部21の位置とレーザー光の照射領域の位置がズレていることが分かる。 Next, in step S<b>308 , the calculation unit 11 of the power supply device 101 determines whether or not there is a unit cell whose power generation rate is not 100% among the individual cells of the received solar battery, which is the light receiving unit 21 . That is, by calculating the maximum value of the power generation amount of each cell and standardizing the power generation amount of each cell with the calculated maximum value, it is determined whether or not the power generation rate is 100%. The fact that the power generation rate of the cell is not 100% means that a part of the solar cell constituting the cell is not irradiated with laser light. Here, since the shape of the entire light-receiving region of the light-receiving unit 21 constituting the solar cell and the shape of the laser light irradiation region are the same shape, if there is a part of the cell that is not irradiated with the laser light, It can be seen that the position of the light receiving part 21 and the position of the irradiation area of the laser light are shifted.

ステップS308において、発電率が100%ではない単位セルが無い場合(ステップS308でNo)、即ち、太陽電池の複数のセルのそれぞれの受光面全体にレーザー光が照射されている場合は、ズレはないものと判断し、ステップS304に戻ってレーザー光の照射を継続する。 In step S308, if there is no unit cell whose power generation rate is not 100% (No in step S308), that is, if the entire light-receiving surface of each of the plurality of cells of the solar battery is irradiated with laser light, the deviation is It is determined that there is no laser beam, and the process returns to step S304 to continue the laser beam irradiation.

一方、ステップS308において、発電率が100%ではない単位セルがある場合(ステップS308でYes)は、太陽電池を構成する受光部21の位置とレーザー光の照射領域の位置がズレていると判断し、ステップS309において、算出部11がズレ量を算出する。 On the other hand, if there is a unit cell whose power generation rate is not 100% in step S308 (Yes in step S308), it is determined that the position of the light receiving unit 21 constituting the solar cell and the position of the laser beam irradiation area are misaligned. Then, in step S309, the calculator 11 calculates the amount of deviation.

図13に、本開示の実施例5に係る光無線給電システム301において、移動体201からの発電状況に関する情報に基づいて、給電装置101が照射領域のズレ量を算出する手順を説明するためのフローチャートを示す。図14に、本開示の実施例5に係る光無線給電システム301において、太陽電池を構成する受光部21に対して照射したレーザー光の照射領域が、太陽電池の受光領域に対して、水平方向及び垂直方向にズレている場合における太陽電池及びレーザー光の照射領域の例を示す。図15に、本開示の実施例5に係る光無線給電システム301において、受光部21に対して照射したレーザー光の照射領域が、太陽電池の受光領域に対して、ねじれている場合における太陽電池及びレーザー光の照射領域の例を示す。 FIG. 13 illustrates a procedure for the power supply device 101 to calculate the displacement amount of the irradiation area based on the information about the power generation status from the moving object 201 in the optical wireless power supply system 301 according to the fifth embodiment of the present disclosure. A flow chart is shown. In FIG. 14, in the optical wireless power supply system 301 according to the fifth embodiment of the present disclosure, the irradiation area of the laser light irradiated to the light receiving unit 21 constituting the solar cell is horizontal with respect to the light receiving area of the solar cell. and an example of a solar cell and a laser light irradiation region in the case of being shifted in the vertical direction. FIG. 15 shows the solar cell in the case where the irradiation area of the laser light irradiated to the light receiving unit 21 is twisted with respect to the light receiving area of the solar cell in the optical wireless power supply system 301 according to the fifth embodiment of the present disclosure. and an example of a region irradiated with laser light.

まず、ステップS401において、給電装置101の光源部1が移動体201の受光部21に対してレーザー光を照射し、移動体201の電圧検出器が受光部21である太陽電池の個々のセルの発電量を検出する。 First, in step S401, the light source unit 1 of the power supply device 101 irradiates the light receiving unit 21 of the moving body 201 with laser light, and the voltage detector of the moving body 201 detects individual cells of the solar battery that is the light receiving unit 21. Detect the amount of power generation.

次に、ステップS402において、給電装置101の通信部8は、移動体201の通信部27から受光部21の個々のセルの発電量の検出結果を受信し、算出部11が全てのセルの発電量が同一であるか否かを判断する。 Next, in step S402, the communication unit 8 of the power supply device 101 receives the detection result of the power generation amount of each cell of the light receiving unit 21 from the communication unit 27 of the moving body 201, and the calculation unit 11 calculates the power generation amount of all the cells. Determine if the amounts are the same.

ステップS402において、全てのセルの発電量が同一である場合(ステップS402においてYes)、ステップS403において、ズレは無いものと判断する。 In step S402, if the power generation amounts of all the cells are the same (Yes in step S402), it is determined that there is no difference in step S403.

一方、ステップS402において、全てのセルの発電量が同一ではない場合、即ち、複数のセルのうち、発電量が他のセルと異なるものが含まれている場合(ステップS402においてNo)、受光部21の位置とレーザー光の照射領域とがズレており、太陽電池の全体に均一にレーザー光が照射されていないものと判断する。この場合、受光部21の位置とレーザー光の照射領域とが水平方向及び垂直方向にのみズレている場合と、このズレに加えて、受光部21に対してレーザー光の照射領域の位置が所定の角度でねじれている場合が考えられる。 On the other hand, in step S402, if the power generation amount of all the cells is not the same, that is, if there is a cell with a power generation amount different from that of the other cells among the plurality of cells (No in step S402), the light receiving unit It is judged that the position of 21 and the irradiation area of the laser light are shifted, and the laser light is not uniformly irradiated to the entire solar cell. In this case, the position of the light receiving unit 21 and the irradiation area of the laser light are shifted only in the horizontal direction and the vertical direction. It is conceivable that it is twisted at an angle of

次に、ステップS404において、算出部11が、移動体201の受光部21を構成する複数のセルのうち、発電量が最大値未満の隣接するセルであって、発電量が同一のセルが存在するか否かを判断する。 Next, in step S404, the calculation unit 11 determines that among the plurality of cells forming the light receiving unit 21 of the moving body 201, there is an adjacent cell with the same power generation amount that is less than the maximum power generation amount. decide whether to

受光部21の位置とレーザー光の照射領域2000とが水平方向及び垂直方向にのみズレている場合は、受光部21の位置、及びレーザー光の照射領域2000は、例えば、図14に示すような位置関係になる。ここでは、太陽電池が3行3列の合計9個のセルR11~R33に分割されている場合を例にとって説明する。図14において、セルR11、R21、R31、R32、R33の一部にはレーザー光が照射されていないことが分かる。レーザー光が全体的に照射されているセルR12、R22、R13、R23の発電量を最大値とすると、一部にレーザー光が照射されていないセル(R11等)の発電量は、最大値未満である。さらに、隣接するセルR11とR21の発電量が同一である場合、セルR11におけるズレ量と、セルR21におけるズレ量は等しいことになり、受光部21の位置とレーザー光の照射領域2000とが水平方向及び垂直方向にのみズレており、ねじれてはいないことが分かる。 When the position of the light receiving unit 21 and the irradiation area 2000 of the laser light are shifted only in the horizontal direction and the vertical direction, the position of the light receiving unit 21 and the irradiation area 2000 of the laser light are, for example, as shown in FIG. positional relationship. Here, a case where the solar cell is divided into a total of 9 cells R11 to R33 of 3 rows and 3 columns will be described as an example. In FIG. 14, it can be seen that the laser light is not applied to some of the cells R11, R21, R31, R32, and R33. If the power generation amount of cells R12, R22, R13, and R23, which are all irradiated with laser light, is the maximum value, the power generation amount of cells (R11, etc.) partially not irradiated with laser light is less than the maximum value. is. Furthermore, when the adjacent cells R11 and R21 have the same amount of power generation, the amount of deviation in the cell R11 and the amount of deviation in the cell R21 are the same, and the position of the light receiving section 21 and the irradiation area 2000 of the laser light are horizontal. It can be seen that it is misaligned only in the directional and vertical directions and is not twisted.

従って、このような場合、ステップS404において、発電量が最大値未満の隣接するセル(例えば、R11、R21、R31、R32、R33)で発電量が同一のセル(例えば、R11、R21)が存在する場合(ステップS404においてYes)、ステップS405において、ねじれはないものと判断し、水平または垂直方向のズレ量を算出する。 Therefore, in such a case, in step S404, adjacent cells (for example, R11, R21, R31, R32, R33) whose power generation amount is less than the maximum value have the same power generation amount (for example, R11, R21). If so (Yes in step S404), it is determined in step S405 that there is no twist, and the amount of horizontal or vertical misalignment is calculated.

次に、ズレ量の算出方法について説明する。セルR11とR21の発電量が最大値未満であり、かつ、同一である場合は、垂直方向にズレが生じていることが分かる。セルR11の水平方向の長さをX0とし、垂直方向の長さをY0とする。セルR11における発電量が最大値のα%である場合、発電量はレーザー光の受光面積に比例するため、ズレ量ΔYは、ΔY=α/100×Y0と算出することができる。 Next, a method for calculating the amount of deviation will be described. If the power generation amounts of the cells R11 and R21 are less than the maximum value and are the same, it can be seen that there is a vertical deviation. Let the horizontal length of cell R11 be X 0 and the vertical length be Y 0 . When the amount of power generation in the cell R11 is α% of the maximum value, the amount of power generation is proportional to the light-receiving area of the laser light, so the amount of deviation ΔY can be calculated as ΔY=α/100×Y 0 .

同様に、セルR32とR33の発電量が最大値未満であり、かつ、同一である場合は、水平方向にズレが生じていることが分かる。セルR33の水平方向の長さをX0とし、垂直方向の長さをY0とする。セルR33における発電量が最大値のβ%である場合、発電量はレーザー光の受光面積に比例するため、ズレ量ΔXは、ΔX=β/100×X0と算出することができる。 Similarly, when the power generation amounts of the cells R32 and R33 are less than the maximum value and are the same, it can be seen that there is a horizontal deviation. Let the horizontal length of cell R33 be X 0 and the vertical length be Y 0 . When the amount of power generation in the cell R33 is β% of the maximum value, the amount of power generation is proportional to the light receiving area of the laser light, so the amount of deviation ΔX can be calculated as ΔX=β/100×X 0 .

次に、ステップS406において、給電装置101が、光源部1のズレ量を調整する。これにより、給電装置101の光源部1が、太陽電池を構成する受光部21の全体にレーザー光を照射することができる。 Next, in step S<b>406 , the power supply device 101 adjusts the amount of deviation of the light source section 1 . This allows the light source unit 1 of the power supply device 101 to irradiate the entire light receiving unit 21 constituting the solar cell with laser light.

ステップS404において、発電量が最大値未満の隣接するセル(例えば、R11、R21、R31、R32、R33)であって、発電量が同一のセル(例えば、R11、R21)が存在しない場合(ステップS404においてNo)、レーザー光の照射領域は太陽電池の受光領域に対してねじれていることになるため、ステップS407において、ねじれている方向を決定する。 In step S404, if there is no adjacent cell (eg, R11, R21, R31, R32, R33) with the same power generation capacity (eg, R11, R21) (step S404) If No in S404), the irradiation area of the laser light is twisted with respect to the light receiving area of the solar cell, so in step S407, the twisting direction is determined.

図15において、セルR11、R21、R31のそれぞれの発電率がD%、E%、F%であったとする。このとき、D>E>Fの関係にあれば、セルR11、R21、R31におけるレーザー照射領域は、この順で減少していることになる。即ち、レーザー光の照射領域は、太陽電池を構成する受光部21の位置に対して時計回りにねじれていることになる。 In FIG. 15, it is assumed that the power generation rates of cells R11, R21, and R31 are D%, E%, and F%, respectively. At this time, if there is a relationship of D>E>F, the laser irradiation areas in the cells R11, R21, and R31 decrease in this order. That is, the irradiation area of the laser light is twisted clockwise with respect to the position of the light receiving section 21 that constitutes the solar cell.

そこで、次に、ステップS408において、位置制御部3が、光源部1の角度を時計と反対方向に回転させる。その後、ステップS404に戻って、ねじれが解消しているか否かを判断する。 Therefore, next in step S408, the position control unit 3 rotates the angle of the light source unit 1 counterclockwise. After that, returning to step S404, it is determined whether or not the twist has been eliminated.

ステップS404において、太陽電池を構成する受光部21とレーザー光の照射領域との間にねじれが存在している場合(ステップS404においてNo)、ステップS407において、ねじれの回転方向を決定し、ステップS408においてねじれ角度を調整する。この場合、前回に行ったねじれ角度の調整結果を参照して調整するねじれ角度の大きさを決定するようにしてよい。その後、再度ステップS404に戻って、ねじれが解消しているか否かを判断する。 In step S404, if there is a twist between the light receiving unit 21 constituting the solar cell and the laser light irradiation area (No in step S404), the direction of rotation of the twist is determined in step S407, and step S408 is performed. Adjust the torsion angle at In this case, the magnitude of the twist angle to be adjusted may be determined by referring to the previous twist angle adjustment result. After that, returning to step S404 again, it is determined whether or not the twist has been eliminated.

ステップS404において、太陽電池を構成する受光部21とレーザー光の照射領域との間にねじれが解消した場合(ステップS404においてYes)、ステップS406において、水平または垂直方向のズレ量を調整し、ステップS310において、ズレを解消するように発光領域を調整する。 In step S404, when the twist between the light-receiving unit 21 constituting the solar cell and the laser light irradiation area is eliminated (Yes in step S404), in step S406, the amount of horizontal or vertical misalignment is adjusted. In S310, the light emitting area is adjusted so as to eliminate the deviation.

以上のようにして、受光部21とレーザー光の照射領域との間にねじれが存在している場合は、まず、ねじれを解消させ、その次に、水平及び垂直方向のズレ量を調整する。このようにして、太陽電池の発電量に関する情報に基づいて、太陽電池を構成する受光部21とレーザー光の照射領域を整合させることにより、高効率な給電を実現することができる。 As described above, if there is a twist between the light receiving section 21 and the laser light irradiation area, the twist is first eliminated, and then the horizontal and vertical deviations are adjusted. In this manner, highly efficient power supply can be realized by matching the light receiving section 21 constituting the solar cell with the laser beam irradiation area based on the information about the amount of power generated by the solar cell.

1 光源部
2 取得部
3 位置制御部
4 光源制御部
5 撮像部
6 画像認識部
7 検出部
8 通信部
9 記憶部
10 バス
11 算出部
20 バス
21 受光部
22 蓄電部
23 駆動部
24 撮像部
25 検出部
26 制御部
27 通信部
28 記憶部
29 発電率算出部
100 給電装置
200 移動体
1 light source unit 2 acquisition unit 3 position control unit 4 light source control unit 5 imaging unit 6 image recognition unit 7 detection unit 8 communication unit 9 storage unit 10 bus 11 calculation unit 20 bus 21 light receiving unit 22 power storage unit 23 driving unit 24 imaging unit 25 Detection unit 26 Control unit 27 Communication unit 28 Storage unit 29 Power generation rate calculation unit 100 Power supply device 200 Moving body

Claims (11)

アレイ状に配置され、それぞれが平行なレーザー光を出射する複数の発光素子を有する光源部と、
給電対象の受光部の位置、大きさ及び形状に関する情報を取得する取得部と、
受光部の前記位置に関する情報に基づいて、受光部と対向するように前記光源部の向きを制御する位置制御部と、
前記複数の発光素子のうち、受光部の前記大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させる光源制御部と、
を有することを特徴とする給電装置。
a light source unit having a plurality of light emitting elements arranged in an array and each emitting parallel laser light;
an acquisition unit that acquires information about the position, size, and shape of the light receiving unit to be fed;
a position control unit that controls the direction of the light source unit so as to face the light receiving unit based on the information about the position of the light receiving unit;
a light source control unit that selects a light emitting element corresponding to the size and shape of the light receiving unit from among the plurality of light emitting elements and causes it to emit light;
A power supply device comprising:
前記光源制御部は、受光部の相対的移動に応じて、前記複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択する、請求項1に記載の給電装置。 2. The power supply device according to claim 1, wherein said light source control section selects a light emitting element to emit light from among said plurality of light emitting elements according to relative movement of said light receiving section. 給電対象の受光部を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した受光部の画像に基づいて、受光部の位置、大きさ及び形状を検出するために画像認識を行う画像認識部と、をさらに含む、
請求項1または2に記載の給電装置。
an imaging unit that captures an image of a light-receiving unit to be fed;
An image recognition unit that performs image recognition to detect the position, size and shape of the light receiving unit based on the image of the light receiving unit captured by the imaging unit,
The power supply device according to claim 1 or 2.
給電装置と、該給電装置から電力を受電する移動体と、を含む光無線給電システムであって、
前記移動体は、
レーザー光を受光し、電力に変換する受光部と、
前記受光部が変換した電力を蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部が蓄電した電力を用いて動力装置を駆動する駆動部と、
を有し、
前記給電装置は、
アレイ状に配置され、それぞれが平行なレーザー光を出射する複数の発光素子を有する光源部と、
前記受光部の位置、大きさ及び形状に関する情報を取得する取得部と、
前記受光部の位置に関する情報に基づいて、前記受光部と対向するように前記光源部の向きを制御する位置制御部と、
前記複数の発光素子のうち、前記受光部の大きさ及び形状に対応する発光素子を選択し、発光させる光源制御部と、
を有する、
ことを特徴とする光無線給電システム。
An optical wireless power supply system including a power supply device and a mobile body that receives power from the power supply device,
The moving body is
a light receiving unit that receives laser light and converts it into electric power;
a power storage unit that stores electric power converted by the light receiving unit;
a drive unit that drives a power unit using the electric power stored by the power storage unit;
has
The power supply device
a light source unit having a plurality of light emitting elements arranged in an array and each emitting parallel laser light;
an acquisition unit that acquires information about the position, size and shape of the light receiving unit;
a position control unit that controls the orientation of the light source unit so as to face the light receiving unit based on information about the position of the light receiving unit;
a light source control unit that selects a light emitting element corresponding to the size and shape of the light receiving unit from among the plurality of light emitting elements and causes it to emit light;
having
An optical wireless power supply system characterized by:
前記光源制御部は、前記受光部の相対的移動に応じて、前記複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択する、請求項4に記載の光無線給電システム。 5. The optical wireless power supply system according to claim 4, wherein said light source control section selects a light emitting element to emit light from among said plurality of light emitting elements according to relative movement of said light receiving section. 前記光源制御部は、前記受光部が前記光源部に対して所定の方向に移動した場合に、前記受光部の移動に追従して、前記複数の発光素子のうち、発光させる発光素子を選択する、請求項4または5に記載の光無線給電システム。 When the light receiving unit moves in a predetermined direction with respect to the light source unit, the light source control unit selects a light emitting element to emit light from among the plurality of light emitting elements by following the movement of the light receiving unit. The optical wireless power supply system according to claim 4 or 5. 前記光源部は、前記移動体の可動範囲に対応する位置に配置され、
前記光源制御部は、前記移動体の受光部の位置と対応する位置に配置された発光素子を選択する、
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の光無線給電システム。
The light source unit is arranged at a position corresponding to the movable range of the moving body,
The light source control unit selects a light emitting element arranged at a position corresponding to the position of the light receiving unit of the moving body.
The optical wireless power supply system according to any one of claims 4 to 6.
前記光源制御部は、前記受光部の所定の領域に照射する光の強度を調整することにより、前記移動体に対して移動方向を指示する、請求項4乃至7のいずれか一項に記載の光無線給電システム。 8. The light source control unit according to any one of claims 4 to 7, wherein the light source control unit instructs the movement direction to the moving body by adjusting the intensity of light irradiated to a predetermined area of the light receiving unit. Optical wireless power supply system. 前記受光部は複数のセルを備え、
前記移動体は、前記複数のセルにおける起電圧を計測する電圧検出器を備え、
前記光源制御部は、前記複数のセルに照射する光の強度を調整することにより、前記移動体に対して移動方向を指示する、
請求項4乃至8のいずれか一項に記載の光無線給電システム。
The light receiving unit includes a plurality of cells,
The moving body includes a voltage detector that measures electromotive voltages in the plurality of cells,
The light source control unit instructs the movement direction to the moving body by adjusting the intensity of the light irradiated to the plurality of cells.
The optical wireless power supply system according to any one of claims 4 to 8.
前記光源制御部は、前記受光部の所定の領域に対して光を照射するように前記発光素子を選択することにより、前記移動体に対して移動方向を指示する、請求項4乃至9のいずれか一項に記載の光無線給電システム。 10. The light source controller according to any one of claims 4 to 9, wherein the light source controller selects the light emitting element so as to irradiate light onto a predetermined area of the light receiver, thereby instructing the moving body on the moving direction. 1. The optical wireless power supply system according to claim 1. 前記受光部は、複数のセルを備え、
前記移動体は、前記複数のセルにおける起電圧を計測し、前記複数のセルにおける発電率を算出する発電率算出部を備え、
前記給電装置は、前記複数のセルにおける発電率に基づいて、前記受光部の位置と前記光源部からのレーザー光の照射領域との間のズレ量を算出する算出部を有する、
請求項4乃至10のいずれか一項に記載の光無線給電システム。
The light receiving unit includes a plurality of cells,
The moving body includes a power generation rate calculation unit that measures electromotive voltages in the plurality of cells and calculates power generation rates in the plurality of cells,
The power supply device has a calculation unit that calculates the amount of deviation between the position of the light receiving unit and the irradiation area of the laser light from the light source unit, based on the power generation rate of the plurality of cells.
The optical wireless power supply system according to any one of claims 4 to 10.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010510766A (en) * 2006-11-21 2010-04-02 パワービーム インコーポレイテッド Optical power beaming to electrically powered devices
JP2010166675A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Univ Of Electro-Communications Laser beam feeding system for moving body
KR20150102153A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 연세대학교 산학협력단 System and method for wireless power supply of remotely piloted vehicle
US20170136890A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 NextEv USA, Inc. Electric vehicle optical charging system and method of use
JP2018532360A (en) * 2015-08-31 2018-11-01 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company System and method for non-contact energy transfer to a movable platform
JP2018190690A (en) * 2017-05-11 2018-11-29 日産自動車株式会社 Light irradiation device
JP2019013063A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 国立大学法人東北大学 Wireless power transmission system to distant object by infrared light
JP2019511407A (en) * 2015-12-29 2019-04-25 フェイスブック,インク. Remote power supply for unmanned aerial vehicles

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010510766A (en) * 2006-11-21 2010-04-02 パワービーム インコーポレイテッド Optical power beaming to electrically powered devices
JP2010166675A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Univ Of Electro-Communications Laser beam feeding system for moving body
KR20150102153A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 연세대학교 산학협력단 System and method for wireless power supply of remotely piloted vehicle
JP2018532360A (en) * 2015-08-31 2018-11-01 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company System and method for non-contact energy transfer to a movable platform
US20170136890A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 NextEv USA, Inc. Electric vehicle optical charging system and method of use
JP2019511407A (en) * 2015-12-29 2019-04-25 フェイスブック,インク. Remote power supply for unmanned aerial vehicles
JP2018190690A (en) * 2017-05-11 2018-11-29 日産自動車株式会社 Light irradiation device
JP2019013063A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 国立大学法人東北大学 Wireless power transmission system to distant object by infrared light

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