(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、
前記太陽電池により発電した電力を蓄える蓄電池と、
前記蓄電池から電力を取り出し点灯する照明装置と、
前記蓄電池の充放電および前記照明装置の点灯を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、基準となる日照時間である基準日照時間を記憶していると共に、前記太陽電池の出力状態を検知し、前記出力が一定値以上となった時から一定値以下となるまでの時間を計測し、その計測時間と前記基準日照時間とから取得した情報を用いて、前記照明装置の点灯から消灯もしくは調光までの照明制御時間を可変とする照明器具。
【請求項２】
前記制御装置は、前記基準日照時間に対応する、基準となる照明制御時間である基準照明制御時間を記憶しており、前記基準日照時間と前記計測時間との差の情報と、前記基準照明制御時間と、を用いて、前記照明制御時間を可変とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記制御装置は、前記基準日照時間と前記計測時間との差の１／２の時間だけ前記基準照明制御時間を増減させて前記照明制御時間とする請求項２に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池に蓄えられた太陽電池の発電電力により照明を行う照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明器具の一例として、太陽電池により蓄電池を充電し、蓄電池に充電した電力により照明装置を点灯制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５０７６１号公報（図１、請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された従来の照明器具では、太陽電池の電圧が蓄電池の電圧より高く、かつ、蓄電池の電圧が上限の設定値以下の場合、太陽電池により蓄電池が充電され、太陽電池の電圧が設定値以下になり、かつ、蓄電池の電圧が下限の設定値以上の場合、照明装置が点灯される。
【０００５】
上記のような従来の照明器具では、街路灯に適用される場合、日の入りに伴い、太陽電池の電圧が設定値以下になり、かつ、蓄電池の電圧が下限の設定値以上の場合に照明装置が点灯されて照明が行われる。そして、所定の照明制御時間の経過後に照明装置の消灯もしくは調光が行われる。しかし、日の入り時刻は季節により変動があるために、照明装置の消灯もしくは調光が行われる時刻が季節により異なるものとなる。図６に示すように、従来の照明器具では、夏季において、時刻ｔ５１に日の出があり、時刻ｔ５２に日の入りがあった場合、日の入りの時刻ｔ５２に照明装置の点灯が開始され、一定の照明制御時間Ｓ５１の経過後の時刻ｔ５３において照明装置の消灯（調光）が行われる。図７に示すように、従来の照明器具では、冬季において、日の出が夏季の時刻ｔ５１よりも遅い時刻ｔ５４になり、日の入りが夏季の時刻ｔ５２よりも早い時刻ｔ５５になった場合、日の入りの時刻ｔ５５に照明装置の点灯が開始され、一定の照明制御時間Ｓ５１の経過後の時刻ｔ５６において照明装置の消灯（調光）が行われる。即ち、従来の照明器具では、消灯（調光）が行われる夏季の消灯（調光）の時刻ｔ５３と冬季の消灯（調光）の時刻ｔ５６との間に時間Ｓ５２の差が生じる。例えば２０１０年の東京において、照明制御時間Ｓ５１を６時間００分とした場合、従来の照明器具では、最も遅く点灯が行われる時刻ｔ５２になる日が、６月２４日から７月４日までの翌日１時１分であり、最も早く点灯が行われる時刻ｔ５５になる日が、１１月２９日から１２月１３日までの２２時２８分であり、最も遅い日と最も早い日との間に２時間３３分の差が生ずる。
従って、従来の照明器具では、例えば２４時（深夜０時）等の予め定められた絶対時刻に消灯（調光）への切換えを行うことができない。
【０００６】
上記に対して、所定の時刻で消灯（調光）を開始するために、絶対時刻を計時するための時計機能を制御装置に内蔵したり別途に装備したりするようにした照明器具も提案された。しかし、このような従来の照明器具では、時計機能を実現するための集積回路（ＩＣ）等を含む追加部品や、初期およびずれの発生時に時計機能を再設定するためのずれ補正機能の部品が必要になってコストの増加をまねく。加えて、時計機能のずれに伴う照明制御時間のずれが生ずる虞がある。これとは異なり、現在の日付をカウントするためのカレンダー機能を装備するようにして、日付から日照時間を求めて照明制御時間を可変させるようにした照明器具も提案された。しかし、このような従来の照明器具では、カレンダー機能のための集積回路（ＩＣ）等を含む追加部品や、初期およびずれの発生時に時計機能を再設定するためのずれ補正機能の部品が必要になって上記と同様にコストの増加をまねく。
【０００７】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、日照時間に応じて照明制御時間を自動的に変更することにより一定の時刻での制御をコスト面で有利に行うことができる照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照明器具は、太陽電池と、前記太陽電池により発電した電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池から電力を取り出し点灯する照明装置と、前記蓄電池の充放電および前記照明装置の点灯を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、基準となる日照時間である基準日照時間を記憶していると共に、前記太陽電池の出力状態を検知し、前記出力が一定値以上となった時から一定値以下となるまでの時間を計測し、その計測時間と前記基準日照時間とから取得した情報を用いて、前記照明装置の点灯から消灯もしくは調光までの照明制御時間を可変とする。
【０００９】
本発明においては、照明装置の点灯から消灯もしくは調光までの照明制御時間が、太陽電池の出力が一定値以上となった時から一定値以下となるまでの時間に基づいて設定される。
従って、本発明においては、日照時間に応じて照明制御時間が自動的に変更されることにより一定の時刻での制御をコスト面で有利に行うことができる。
【００１０】
本発明に係る照明器具は、上記照明器具において、前記制御装置は、前記基準日照時間に対応する、基準となる照明制御時間である基準照明制御時間を記憶しており、前記基準日照時間と前記計測時間との差の情報と、前記基準照明制御時間と、を用いて、前記照明制御時間を可変とする。
【００１１】
本発明においては、基準日の日照時間が予め登録されて基準日照時間が設定され、太陽電池の出力により当日の日照時間が設定され、基準日照時間と当日の日照時間との差に基づいて照明制御時間が設定される。
従って、本発明においては、日照時間の変動に応じて照明制御時間を簡易的に制御することができる。
【００１２】
本発明に係る照明器具は、上記照明器具において、前記制御装置は、前記基準日照時間と前記計測時間との差の１／２の時間だけ前記基準照明制御時間を増減させて前記照明制御時間とする。
【００１３】
本発明において、基準日の日照時間を予め登録して基準日照時間が設定され、太陽電池の出力により当日の日照時間が設定される。そして、基準日照時間から当日の日照時間を引いた値の１／２の時間が照明制御時間に増減される。これにより、日照時間が変動するとき、日の出の時刻と日の入りの時刻との双方に変動が生ずるために、基準日照時間から当日の日照時間を引いた値の１／２の時間が変動時間として増減される。
従って、本発明においては、日照時間の変動に応じて照明制御時間を簡易的に制御することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の照明器具によれば、照明装置の点灯から消灯もしくは調光までの照明制御時間が、太陽電池の出力が一定値以上となった時から一定値以下となるまでの時間に基づいて設定される。
これにより、本発明の照明器具によれば、日照時間に応じて照明制御時間が自動的に変更されることにより一定の時刻での制御をコスト面で有利に行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る一実施形態の照明器具の模式的側面図
【図２】図１の照明器具のブロック構成図
【図３】図１の照明器具における基準日のタイミングチャート
【図４】図１の照明器具における日照時間の短い時期のタイミングチャート
【図５】図１の照明器具の制御動作を説明するフローチャート
【図６】従来の照明器具の日照時間の長い時期のタイミングチャート
【図７】従来の照明器具の日照時間の短い時期のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態である照明器具１０は、下端部が地面１に埋め込まれる支柱１１の上端部に太陽電池１２が不図示の太陽に向けて配置されており、太陽電池１２の下部に照明装置１３が配置されている。そして、支柱の１１の下端部寄りに配置されている電源ボックス１４内に制御装置１５と蓄電池１６とが収容されている。
【００１７】
図２に示すように、照明器具１０は、太陽電池１２と、照明装置１３と、制御装置１５と、蓄電池１６と、を備える。太陽電池１２は、例えば、充電用と光センサ（照度センサ）とを兼用した薄膜系の太陽電池１２である。薄膜系の太陽電池１２は、絶縁基板上にＰ型、Ｎ型、あるいはＩ型の半導体薄膜による接合が形成され、実用上必要な電圧を得るパターン形成により、基板上でセルが直列接続されたデバイス作成を行う。実用的な薄膜系の太陽電池１２はホウケイ酸ガラス基板上に、集電電極と窓材を兼ねるＮ型ＣｄＳ薄膜と、Ｐ型ＣｄＴｅ薄膜と、裏面電極のＣ薄膜等とを、順次に印刷と焼結を繰り返し形成する化合物薄膜の太陽電池１２である。
【００１８】
照明装置１３は、光源１７と、点灯装置１８とを備える。光源１７がＬＥＤ（発光ダイオード）である場合、点灯装置１８は蓄電池から供給される電力をＬＥＤ用の直流電源に変換するためのインバータ回路等を内蔵している。点灯装置１８は、制御装置１５の照明点灯制御部１９に接続されている。制御装置１５は、太陽電池発電量検知部２０と、蓄電池電圧検知部２１と、逆流防止部２２と、充電制御部２３と、照明点灯制御部１９と、照明制御時間設定部２４と、演算処理・制御部２５と、を備える。蓄電池１６は、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池である。
【００１９】
太陽電池発電量検知部２０は、太陽電池１２が発電した電力の発電量を常時検知しており、検知した発電量（例えば電圧）を演算処理・制御部２５に与える。蓄電池電圧検知部２１は、蓄電池１６に蓄えられた電力を常時検知しており、その電力（例えば電圧）を演算処理・制御部２５に与える。逆流防止部２２は、蓄電池１６から太陽電池１２に電流が逆流しないようにするためのダイオードである。充電制御部２３は、リレー等のスイッチ回路であって、蓄電池電圧検知部２１から得られた蓄電池１６の蓄電量が所定の値を超えた際に演算処理・制御部２５から与えられる制御信号により駆動されて蓄電池１６への電力供給をカットオフする。照明点灯制御部１９は、リレー等のスイッチ回路であって、照明制御時間設定部２４により設定されている照明制御時間に基づいて演算処理・制御部２５から与えられる制御信号により駆動されて点灯装置１８の点灯、消灯、調光を切換える。照明制御時間設定部２４は、予め定められた基準日照時間に基づいて照明制御時間をデータテーブル等に登録している。
【００２０】
演算処理・制御部２５は、演算回路やタイマー回路等を内蔵しており、蓄電池電圧検知部２１から与えられた蓄電池１６の電力が所定の値を超えて蓄電池１６が過充電されないように充電制御部２３を駆動させる。演算処理・制御部２５は、太陽電池１２の発電量が一定値以上となった時点を日の出としてタイマーカウントを開始し、太陽電池１２の発電量が一定値以下となった時点を日の入りとしてタイマーカウントを停止して当日の日照時間を設定する。そして、演算処理・制御部２５は、照明制御時間設定部２４から与えられた基準日照時間から当日の日照時間を引いた値の１／２の時間を照明制御時間に増減処理し、増減処理された時間で照明点灯制御部１９を作動させる。
【００２１】
次に、照明器具１０の制御動作について説明する。図３に示すように、照明制御時間設定部２４は、時刻ｔ１１に日の出があり、時刻ｔ１２に日の入りがあったとする基準日において、基準日照時間をＴ０としてデータテーブル等に登録しているととともに、基準日照時間Ｔ０に対応して時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間の照明制御時間Ｓ０をデータテーブル等に登録している。図４、図５に示すように、日照時間が短い季節において、制御が開始され、太陽電池１２の発電量が一定値以上となっていないと、日の出ではないと認識されて待機状態となり、基準日よりも遅い時刻ｔ１４に太陽電池１２の発電量が一定値以上となると、その時点を日の出と認識してタイマーカウントが開始される（Ｓ１０１）。日の出が認識された後に、太陽電池１２の発電量が一定値以下となっていないと、日の入りではないと認識されて待機状態となり、基準日よりも早い時刻ｔ１５において太陽電池１２の発電量が一定値以下となると、その時点を日の入りと認識してタイマーカウントが停止される（Ｓ１０１→Ｓ１０２）。日の入りが認識されたことにより、演算処理・制御部２５からの制御信号により照明点灯制御部１９が駆動されて照明装置１３の光源１７が点灯される（Ｓ１０２→Ｓ１０３）。
【００２２】
このとき、演算処理・制御部２５は、その日の日照時間（計測時間）Ｔ１を算出し、基準日照時間Ｔ０から当日の日照時間Ｔ１を引いた値の１／２の増減時間Ｚ１（（Ｔ０−Ｔ１）１／２）を算出（Ｓ１０３→Ｓ１０４）し、増減時間Ｚ１を基準の照明制御時間Ｓ０に増減することにより得られた照明制御時間Ｓ１で日の入り時刻ｔ１５から消灯（調光）に切換える時刻ｔ１６を算出設定する（Ｓ１０５→Ｓ１０６）。消灯（調光）に切換える時刻ｔ１６に到達するまでは照明点灯制御部１９により点灯が継続して行われ、時刻ｔ１６に到達したときに照明点灯制御部１９により点灯が消灯（調光）に切換えられる（Ｓ１０７→Ｓ１０８）。
【００２３】
照明器具１０では、例えば２０１０年の東京において、基準日照時間Ｔ０を１２時間００分とした場合、最も遅く点灯が行われる日が２月２日から２月２１日までの翌日２３時５５分であり、最も早く点灯が行われる日が１０月２９日から１１月１０日までの２３時２４分であり、最も遅い日と最も早い日との間の差が３１分となり、従来のものと比べて極端に短くなる。なお、照明器具１０では、基準日に対して日照時間が短い場合を示しているが、日照時間が長い場合は増減時間が負の数値となり、照明制御時間が基準日よりも短くなることにより、照明の制御をほぼ一定の時刻で切換えることができる。また、照明器具１０では、照明制御時間の経過後に消灯に切換えているが、これとは異なり、照明制御時間の経過後に調光状態として一定時間経過後もしくは日の出の検知後に消灯することもできる。さらに、照明制御時間内においても調光点灯を行うことにより消費電力を抑制することもできる。
【００２４】
本発明の一実施形態の照明器具１０では、照明装置１３の点灯から消灯もしくは調光までの照明制御時間Ｓ１は、太陽電池１２の出力が一定値以上となった時から一定値以下となるまでの時間に基づいて設定される。
従って、本発明の一実施形態の照明器具１０では、日照時間に応じて照明制御時間Ｓ１が自動的に変更されることにより例えば２４時（深夜０時）等の予め定められた絶対時刻での制御をコスト面で有利に行うことができる。
【００２５】
本発明の一実施形態の照明器具１０では、基準日の日照時間を予め登録して基準日照時間Ｔ０が設定され、太陽電池１２の出力が一定値以上となった時点を日の出としてタイマーカウントを開始し、出力が一定値以下となった時点を日の入りとしてタイマーカウントを停止して当日の日照時間Ｔ１が設定され、基準日照時間Ｔ０と当日の日照時間Ｔ１との差に基づいて照明制御時間Ｓ１が設定される。
従って、本発明の一実施形態の照明器具１０では、日照時間の変動に応じて照明制御時間Ｓ１を簡易的に制御することができる。
【００２６】
本発明の一実施形態の照明器具１０では、基準日の日照時間を予め登録して基準日照時間Ｔ０が設定され、太陽電池１２の出力が一定値以上となった時点を日の出としてタイマーカウントを開始し、出力が一定値以下となった時点を日の入りとしてタイマーカウントを停止して当日の日照時間Ｔ１が設定される。そして、基準日照時間Ｔ０から当日の日照時間Ｔ１を引いた値の１／２の増減時間Ｚ１が照明制御時間Ｓ０に増減される。これにより、日照時間が変動するとき、日の出の時刻と日の入りの時刻との双方に変動が生ずるために、基準日照時間Ｔ０から当日の日照時間Ｔ１を引いた値の１／２の増減時間Ｚ１が変動時間として増減される。
従って、本発明の一実施形態の照明器具１０では、日照時間の変動に応じて照明制御時間Ｓ１を簡易的に制御することができる。
【００２７】
なお、前記一実施形態で使用した支柱１１、太陽電池１２、照明装置１３、蓄電池１６等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  照明器具
１２  太陽電池
１３  照明装置
１５  制御装置
１６  蓄電池
【図１】
0005495371.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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