(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池を用いた自照式の意匠パネルにおいて、
相互に別体の意匠パネル部と太陽電池パネル部とを有し、
それらの意匠パネル部および太陽電池パネル部は、矩形に形成されて一辺で連結されて、相互にくの字状に背中合わせまたは相互にくの字状に対面に配置されることを特徴とする意匠パネル。
【請求項２】
前記太陽電池パネル部は、色素増感太陽電池から成り、その受光面に色素の違いによる意匠が形成されていることを特徴とする請求項１記載の意匠パネル。
【請求項３】
前記意匠パネル部は、表面側から、意匠が施された加飾パネルと、照明光を拡散する散光板と、前記照明光を伝播する導光板と、反射板とが積層されるとともに、前記導光板の端縁には発光素子が設けられて構成されることを特徴とする請求項１または２記載の意匠パネル。
【請求項４】
前記導光板は、前記発光素子から入射した照明光が、その厚み方向に反射を繰返して、面方向に伝播してゆくものであり、局所的に印刷ドットが形成され、そのドット部によって取出した照明光を、加飾パネルの背面側から照射することを特徴とする請求項３記載の意匠パネル。
【請求項５】
前記加飾パネルは、所望の複数色がハーフトーン印刷されて前記意匠が形成されており、
前記発光素子は複数色の光源を有し、
印刷色と光源色との組合わせによって、前記意匠が選択的に発光することを特徴とする請求項４記載の意匠パネル。
【請求項６】
太陽電池を電源として、その出力電力で発光素子を電力付勢する２次電池を充電する充電回路を備え、該充電回路が、
前記太陽電池の出力電力を前記２次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して与えるＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記太陽電池の出力電圧を監視し、前記出力電圧が予め定める閾値電圧未満の期間は前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させ、前記閾値電圧以上となると前記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させる第１のコンバータ制御回路とを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の意匠パネル。
【請求項７】
太陽電池を電源として、その出力電力で発光素子を電力付勢する２次電池を充電する充電回路を備え、該充電回路が、
前記太陽電池の出力電力を前記２次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して与えるＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記太陽電池の出力電圧を監視し、その出力電圧が一定となるように前記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させることで、前記太陽電池を最大電力点で動作させるＭＰＰＴ制御を行う第２のコンバータ制御回路と、
前記太陽電池の起動による出力電圧の立ち上がりを検出し、その立ち上がりタイミングから予め定める時間に亘り、前記第２のコンバータ制御回路による前記ＭＰＰＴ制御を最小負荷状態とする第３のコンバータ制御回路とを含むことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の意匠パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意匠パネルに関し、特に自照（内照）式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような自照（内照）式の意匠パネルは、従来から、広告看板などで用いられている。たとえば特許文献１は、前記広告看板のような大型の意匠パネルで、輝度ムラを抑える技術が示されている。また、特許文献２には、小型で、壁面に設けられる非常案内灯の例が示されている。
【０００３】
一方、太陽電池パネルにおいて、低照度でも良好な発電能力を有する色素増感太陽電池（ＤＳＣ）の場合、多孔質酸化物半導体に吸着されていて、光が当たると電子を放出する色素が、複数種類使用可能となっており、その性質を利用して、意匠性を与えた太陽電池パネルが特許文献３で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０４１９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９９５１８号公報
【特許文献３】特開２００２−７５４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献３は、ガラスフリットで区分けした領域に、吸着した色素の異なる多孔質酸化物半導体層を形成することで、文字、記号、図形、絵を表示するものである。そして、太陽電池であるので、その発電電力を蓄電し、内部照明の電源として用いることで、ユニークな自照（内照）式の意匠パネルを実現することができる。しかしながら、使用可能な色素による色の制約や、色毎に前記ガラスフリットで多孔質酸化物半導体を区分けしなければならないことなどもあり、特許文献１，２のような自由で精細な意匠を形成することは困難である。また、一旦作成すると、意匠を変更することができない。たとえば、前記非常案内灯のような通年で同じ表示を行うのであれば問題はないが、季節によって意匠を変更したりと言う要望には、太陽電池（意匠パネル）ごと交換しなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、太陽電池パネルを使用して、独立して（外部からの給電無しに）、自照（内照）可能な意匠パネルにおいて、自由で精細な意匠を形成することができる意匠パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の意匠パネルは、太陽電池を用いた自照式の意匠パネルにおいて、意匠パネル部と太陽電池パネル部とを有し、かつそれらが個別に作製され、それらの意匠パネル部および太陽電池パネル部は、相互に表裏面となるように重ね合わせられ、或いは矩形に形成されて一辺で連結されて、相互にくの字状に背中合わせまたは相互にくの字状に対面に配置されることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、太陽電池を用いて、独立して（外部からの給電無しに）、自照（内照）可能な意匠パネルにおいて、従来のように意匠パネルが太陽電池を兼ねるのではなく、意匠パネル部と太陽電池パネル部とを個別に作製する。そして、本願発明の構成は、たとえばバス停等で見られるように、意匠パネルに太陽電池パネルを単純に接続したような構成ではなく、意匠パネル部と太陽電池パネル部とを連結して、一体で使用する。
【０００９】
具体的には、相互に表裏面となるように重ね合わせられて、たとえば窓際に配置し、太陽電池パネル部のパネル面を窓側に、意匠パネル部のパネル面を室内側に向ける。或いは矩形に形成されて一辺で連結されて開閉自在とし、相互にく（Ｖ）の字状に大きく開いて、前記意匠パネル部および太陽電池パネル部が背中合わせになる、つまり机上に置かれる山形のカレンダーのように配置したり、相互にく（Ｖ）の字状に小さく開いて、前記意匠パネル部および太陽電池パネル部が対面になる、つまり屏風のように配置したりする。
【００１０】
したがって、意匠パネル部には任意で精細な意匠を施すことができ、また太陽電池パネル部はそのままで、意匠パネル部だけを変更（交換）するような使い方も可能になる。また、デザイナーや広告主などの要望に応じた様々な態様での使用が可能になり、新たな用途に展開可能になる。なお、前記意匠パネル部は、内部照明を有する構成に限らず、ＥＬ素子のように、自発光可能なパネルであってもよく、自照式のパネルであればよい。
【００１１】
また、本発明の意匠パネルでは、前記太陽電池パネル部は、色素増感太陽電池から成り、その受光面に色素の違いによる意匠が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、前記太陽電池パネル部を色素増感太陽電池（ＤＳＣ）とすることで、低照度での発電が可能になり、前記の山形カレンダーや屏風のような室内での使用に有利である。また、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）は、意匠パネルに比べて制約が多い（簡素になる）ものの、その受光面に色素の違いによる意匠を形成することが可能であるので、前記意匠パネル部と合わせて、たとえば前記の積層の場合の表裏両面や、山形のカレンダーや屏風の場合の２面共に、意匠を形成可能になる。
【００１３】
さらにまた、本発明の意匠パネルでは、前記意匠パネル部と太陽電池パネル部とは、相互に表裏面となるように配置され、前記意匠パネル部は、表面側から、意匠が施された加飾パネルと、照明光を拡散する散光板と、前記照明光を伝播する導光板と、反射板とが積層されるとともに、前記導光板の端縁には発光素子が設けられて構成されることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、意匠パネル部は、エッジライト式の内照式パネルで構成されるので、該意匠パネルの薄型化が可能になる。
【００１５】
また、本発明の意匠パネルでは、前記導光板は、前記発光素子から入射した照明光が、その厚み方向に反射を繰返して、面方向に伝播してゆくものであり、局所的に印刷ドットが形成され、そのドット部によって取出した照明光を、加飾パネルの背面側から照射することを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、エッジライトの照明光で、加飾パネルを局所的に照明することができ、前記加飾パネルの意匠を効果的に引き立たせることが可能になる。
【００１７】
さらにまた、本発明の意匠パネルでは、前記加飾パネルは、所望の複数色がハーフトーン印刷されて前記意匠が形成されており、前記発光素子は複数色の光源を有し、印刷色と光源色との組合わせによって、前記意匠が選択的に発光することを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、加飾パネルのカラー印刷と、光源のカラー発光との組合わせによって、光源のカラーに合った色の意匠だけを発光させたり、或いは白色光源を用いることで、全面の意匠を発光させたりすることが可能になる。
【００１９】
また、本発明の意匠パネルでは、表裏で一体化された前記意匠パネル部および太陽電池パネル部は、略鉛直に立てた状態で使用され、下部側には、それらを前記立てた状態で支持するための支持部材が設けられ、前記発光素子を点灯させる点灯回路、前記点灯回路を電力付勢する２次電池、および前記太陽電池パネル部で発電された電力を前記２次電池に充電する充電回路が、前記意匠パネル部および太陽電池パネル部の下部側または前記支持部材内に設けられることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、前記の意匠パネルを、表彰、褒彰、顕彰の楯などとして用いることが可能になる。そして、そのような楯において、前記のように加飾パネルを局所的に照明する場合は、たとえば特定のマークや冠の部分だけを光らせることが可能になる。
【００２１】
さらにまた、本発明の意匠パネルは、太陽電池を電源として、その出力電力で発光素子を電力付勢する次電池を充電する充電回路を備え、該充電回路が、前記太陽電池の出力電力を前記２次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して与えるＤＣ−ＤＣコンバータと、前記太陽電池の出力電圧を監視し、前記出力電圧が予め定める閾値電圧未満の期間は前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させ、前記閾値電圧以上となると前記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させる第１のコンバータ制御回路とを含むことを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、太陽電池を電源として、ＤＣ−ＤＣコンバータが前記太陽電池の出力電力を２次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して前記２次電池を充電するにあたって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を制御する第１のコンバータ制御回路を設け、前記太陽電池の出力電圧が立ち上がると動作を開始してしまう前記ＤＣ−ＤＣコンバータに対して、前記第１のコンバータ制御回路は、前記太陽電池の出力電圧を監視し、前記出力電圧が予め定める（負荷（２次電池）を駆動可能な）閾値電圧（基本的には太陽電池の最大電圧）未満の期間は前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させておき、前記閾値電圧以上となると動作を開始させる。
【００２３】
したがって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが動作を開始する太陽電池への２次電池の接続時には、太陽電池の出力電力は負荷（２次電池）駆動に充分なレベルに立ち上がっているので、２次電池の出力電力が立ち上がる前に負荷接続を試みて２次電池の出力電圧をさらに下げてしまうことを繰り返し、起動不能に陥るような不具合を防止することができる。これによって、太陽光が弱い場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータを確実に起動させ、２次電池の充電を開始することができる。また、充電を開始しても太陽光の弱い状態が続くと、ＤＣ−ＤＣコンバータが動作していると２次電池の出力電圧を下げてしまい、ＤＣ−ＤＣコンバータが停止して充電できなくなって、再起動することになり、その場合は間欠充電となるが、全く充電できない場合に比べると、充電の機会を増加することができる。特に、前記太陽電池パネル部を、低照度での利用が可能な色素増感太陽電池（ＤＳＣ）とする場合に好適である。
【００２４】
また、本発明の意匠パネルは、太陽電池を電源として、その出力電力で発光素子を電力付勢する２次電池を充電する充電回路を備え、該充電回路が、前記太陽電池の出力電力を前記２次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して与えるＤＣ−ＤＣコンバータと、前記太陽電池の出力電圧を監視し、その出力電圧が一定となるように前記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させることで、前記太陽電池を最大電力点で動作させるＭＰＰＴ制御を行う第２のコンバータ制御回路と、前記太陽電池の起動による出力電圧の立ち上がりを検出し、その立ち上がりタイミングから予め定める時間に亘り、前記第２のコンバータ制御回路による前記ＭＰＰＴ制御を最小負荷状態とする第３のコンバータ制御回路とを含むことを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、太陽電池を電源として、ＤＣ−ＤＣコンバータが前記太陽電池の出力電力を２次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して前記２次電池を充電するにあたって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータをＭＰＰＴ制御する第２のコンバータ制御回路が設けられる場合に、前記太陽電池の出力電圧が立ち上がるとＤＣ−ＤＣコンバータが動作を開始し、前記第２のコンバータ制御回路がＭＰＰＴ制御を開始するが、そのＭＰＰＴ制御は、比較的負荷が大きい状態で動作し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを介して負荷を太陽電池に接続すると、立ち上がった太陽電池の出力電圧が急激に低下し、それによってＤＣ−ＤＣコンバータがロックアウトする（立ち上がらなくなる）。
【００２６】
そこで、第３のコンバータ制御回路を設け、前記太陽電池の起動による出力電圧の立ち上がりを検出し、その立ち上がりタイミングから予め定める時間に亘り、前記第２のコンバータ制御回路による前記ＭＰＰＴ制御を最小負荷状態にさせる。具体的には、太陽光の照度が違っても、太陽電池が最大電力点となる点の電圧は略等しく、出力電流で出力電力の差が生じるので、第３のコンバータ制御回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータを、最小の出力（充電）電流となるように動作させる。
【００２７】
したがって、弱い太陽光で該充電回路が動作を開始しても、ＤＣ−ＤＣコンバータがロックアウトすることなく、正常に立ち上げる（動作を開始させる）ことができる。特に、前記太陽電池パネル部を、低照度での利用が可能な色素増感太陽電池（ＤＳＣ）とする場合に好適である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の意匠パネルは、以上のように、太陽電池を用いて、独立して（外部からの給電無しに）、自照（内照）可能な意匠パネルにおいて、従来のように意匠パネルが太陽電池を兼ねるのではなく、意匠パネル部と太陽電池パネル部とを個別に作製し、たとえば相互に表裏面となるように重ね合わせて窓際に配置したり、矩形に形成して一辺で連結して開閉自在とし、大きく開いて山形のカレンダーのように配置したり、小さく開いて屏風のように配置したりする。
【００２９】
それゆえ、意匠パネル部には任意で精細な意匠を施すことができ、また太陽電池パネル部はそのままで、意匠パネル部だけを変更（交換）するような使い方も可能になる。また、デザイナーや広告主などの要望に応じた様々な態様での使用が可能になり、新たな用途に展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る意匠パネルの斜視図である。
【図２】前記意匠パネルにおけるパネルブロックの図である。
【図３】前記パネルブロックの一実施形態の図である。
【図４】前記パネルブロックの導光板として使用される一実施形態の導光板の正面図である。
【図５】前記パネルブロックの導光板として使用される他の実施形態の導光板の正面図である。
【図６】本発明の実施の他の形態に係る意匠パネルの斜視図である。
【図７】本発明の実施の他の形態に係る意匠パネルの斜視図である。
【図８】本発明の実施の一形態に係る充電回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】太陽電池の出力特性を示すグラフである。
【図１０】前記充電回路における低照度での充電停止の構成だけを模式的に示すブロック図である。
【図１１】前記充電停止の機能を説明するための図である。
【図１２】太陽電池の出力特性を示すグラフである。
【図１３】前記充電回路における単安定マルチバイブレータ回路の動作を説明するための波形図である。
【図１４】前記充電回路におけるＭＰＰＴ制御およびそのロックアウト防止制御を行う構成だけを模式的に示すブロック図である。
【図１５】前記ＭＰＰＴ制御およびロックアウト防止制御機能を説明するための図である。
【図１６】前記充電回路における過充電保護機能およびその電池無し（無負荷）検出による禁止制御を行う構成だけを模式的に示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の他の形態に係る充電回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７で示す充電回路における電池放電制御機能を説明するための波形図である。
【図１９】図１７で示す充電回路における電池放電制御機能に関連する構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の一形態に係る意匠パネル１０１の斜視図である。この意匠パネル１０１は、太陽電池を用いた自照式の意匠パネルであるパネルブロック１０２が、支持部材１０３によって、略鉛直に起立するように支持されて構成されている。たとえば、この意匠パネル１０１は、机上や窓際になどに載置されて、表彰、褒彰、顕彰の楯などとして用いることができる。そして、この意匠パネル１０１は、そのような楯において、後述するように、特定のマークや冠の意匠部分１０４だけを光らせたり、全面を光らせたりできるようになっている。その光らせる内部照明の電源として、背面側に太陽電池パネルが設けられ、下部には後述の充電回路および２次電池が設けられている。
【００３２】
図２は、パネルブロック１０２の図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。パネルブロック１０２は、たとえば、幅Ｗが２００ｍｍ、高さＨ１が３００ｍｍ、厚さＤが１５ｍｍの薄型パネル１０５の下部に、周辺回路部品が取付けられて構成される。その周辺回路部品として、薄型パネル１０５の直下には、前記内部照明のエッジライトとして、高さＨ２、たとえば５ｍｍのＬＥＤ基板１０６が設けられている。そのＬＥＤ基板１０６の下方において、一方の側部側にはＬＥＤ制御回路１０７が配置され、他方の側部側には充電回路１０８が配置され、それらの回路１０７，１０８の下方には、電池ボックス１０９が設けられている。電池ボックス１０９内には、たとえば単４形の２次電池が、２個直列に収納されている。
【００３３】
たとえば、前記回路１０７，１０８の高さＨ３は２５ｍｍであり、電池ボックス１０９までも含めた高さＨ４は４５ｍｍである。充電回路１０８の外側部には、この意匠パネル１０１の内部照明を使用するか否かを切換えるスイッチ１１０、ならびに後述するように、充電中の状態を示す発光ダイオードＤ３１および満充電を示す発光ダイオードＤ３２が設けられている。なお、図１および図２で示す例では、回路１０７，１０８および電池ボックス１０９は、パネルブロック１０２が延長されて搭載されているが、支持部材１０３内に収納されてもよい。
【００３４】
図３は、前記パネルブロック１０２の一実施形態の図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。パネルブロック１０２は、意匠パネル部１１１と太陽電池パネル部１２１とを有し、かつそれらが個別に作製され、それらの意匠パネル部１１１および太陽電池パネル部１２１は、相互に表裏面となるように重ね合わせられて構成されている。
【００３５】
そして、意匠パネル部１１１は、前記ＬＥＤ基板１０６を用いたエッジライト（内部照明）式の意匠パネルであり、表面側から、意匠が施された加飾パネル１１２と、照明光を拡散する散光板１１３と、前記照明光を伝播する導光板１１４と、反射板１１５とが積層されるとともに、前記導光板１１４の端縁に、前記ＬＥＤ基板１０６が設けられて構成される。このようなエッジライト式の内照式パネルで構成することで、該意匠パネル１０１を薄型化することができる。なお、図３（ｂ）では、上述のようなパネルブロック１０２の積層構造を理解し易くするために、図１や図２に比べて、厚みを強調して（厚く描いて）いる。
【００３６】
加飾パネル１１２は、たとえば２ｍｍの透明な樹脂板の裏面において、前記意匠部分１０４に、所望の複数色の意匠がハーフトーン印刷されて構成されている。散光板１１３は、たとえば１ｍｍの乳白色の板から成り、導光板１１４を介する照明光を、面方向に均一に拡散する。反射板１１５は、導光板１１４側が鏡面に加工された、たとえば１ｍｍの樹脂板や、金属薄板などから構成される。
【００３７】
図４は、前記導光板１１４として使用される一実施形態の導光板１１４ａの正面図である。導光板１１４ａは、たとえば３ｍｍの透明な樹脂板１１６の表面において、前記意匠部分１０４だけの領域に、凹凸１１７が形成されて構成される。前記凹凸１１７は、レーザ加工或いはＮＣルーター加工によって形成され、或いはスクリーン印刷やエッチングなどで形成される。そして、前記ＬＥＤ基板１０６から入射した照明光が、該導光板１１４ａの厚み方向に反射を繰返して面方向に伝播してゆき、前記凹凸１１７の部分だけ、すなわち意匠部分１０４だけで厚み方向に取出され、前記反射板１１５によってその取出し方向が表面側だけに制限されて、加飾パネル１１２の背面側から照射される。
【００３８】
一方、図５は、前記導光板１１４として使用される他の実施形態の導光板１１４ｂの正面図である。導光板１１４ｂは、たとえば３ｍｍの透明な樹脂板１１６の表面において、全面にドット１１８が形成されて構成される。前記ドット１１８は、スクリーン印刷などで形成される。さらに、前記ドット１１８は、光源であるＬＥＤ基板１０６側（下部側）が粗に、反対側（上部側）が密になるように形成されて、距離差による光量低下を補償して、パネル全面が略均一に光るように構成されている。そして、前記ＬＥＤ基板１０６から入射した照明光が、該導光板１１４ｂの厚み方向に反射を繰返して面方向に伝播してゆき、前記ドット１１８によって厚み方向に取出され、前記反射板１１５によってその取出し方向が表面側だけに制限されて、加飾パネル１１２の背面側から照射される。なお、導光板１１４ｂとして、面方向に伝播する光を厚み方向に取出すにあたって、表面に前記ドット１１８が形成されていなくても、エッジから光を入射するだけで面発光するアクリル板などが用いられてもよい。
【００３９】
このように構成することで、エッジライトの照明光で、加飾パネル１１２を局所的、或いは全面的に照明することができ、前記加飾パネル１１２の意匠部分１０４を効果的に引き立たせることができる。
【００４０】
そして、前述のように、加飾パネル１１２の意匠部分１０４は複数色の意匠がハーフトーン印刷されて形成されており、前記ＬＥＤ基板１０６に搭載される発光素子としてのＬＥＤにも、複数色の素子を用い、印刷色とＬＥＤの光源色との組合わせによって、前記意匠部分１０４が選択的に発光するように構成してもよい。たとえば、赤色のＬＥＤが発光すると赤色の意匠部分が発光し、緑色のＬＥＤが発光すると緑色の意匠部分が発光し、・・・白色のＬＥＤが発光すると総ての色の意匠部分が発光するというような具合である。このように構成することで、意匠部分１０４への注目度を飛躍的に高めることができる。
【００４１】
太陽電池パネル部１２１は、前述のように色素増感太陽電池（ＤＳＣ）から成り、電極の形成された一対の基板１２２，１２３間に、色素を吸着した図示しない酸化チタン粒子や、電解液が封入されて構成される。したがって、この太陽電池パネル部１２１には、受光面に色素の違いによる簡単な意匠（文字、図形、絵柄等）を形成することができる。
【００４２】
このように構成される太陽電池パネル部１２１が、前述の意匠パネル部１１１に背中合わせで積層され、周縁部の少なくとも３辺に、軸直角断面がコの字状のフレーム１３１が嵌め込まれるなどして一体化されることで、前記パネルブロック１０２が完成する。そして、スイッチ１１０がＯＮされていると、照度レベルが高い間に太陽電池パネル部１２１が発電し、充電回路１０８によって２次電池に充電が行われ、照度レベルが低くなると、ＬＥＤ制御回路１０７が前述のように２次電池の電力でＬＥＤ基板１０６のＬＥＤを点灯し、加飾パネル１１２の意匠部分１０４を引き立たせる。
【００４３】
したがって、本実施の形態の意匠パネル１０１は、太陽電池を用いて、独立して（外部からの給電無しに）、自照（内照）可能な意匠パネルにおいて、意匠パネルが太陽電池を兼ねるのではなく、意匠パネル部１１１と太陽電池パネル部１２１とを個別に作製し、しかも、たとえばバス停等で見られるように、意匠パネルに太陽電池パネルを単純に接続したような構成ではなく、意匠パネル部１１１と太陽電池パネル部１２１とを連結して、一体で使用するので、意匠パネル部１１１には任意で精細な意匠を施すことができ、また太陽電池パネル部１２１はそのままで、意匠パネル部１１１だけを変更（交換）するような使い方も可能になる。また、デザイナーや広告主などの要望に応じた様々な態様での使用が可能になり、新たな用途に展開することができる。さらにまた、本実施の形態の意匠パネル１０１は、特別なメンテナンスを必要とせず、メンテナンスフリーで、太陽光による充電およびその充電電力を利用した照明を行うことができる。
【００４４】
なお、上述の実施形態では、意匠パネル部１１１は、ＬＥＤ基板１０６を用いたエッジライト（内部照明）式の意匠パネルであるが、有機或いは無機のＥＬ素子などを用いた自発光式の意匠パネルであってもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
図６および図７は、本発明の実施の他の形態に係る意匠パネル２０１，３０１の斜視図である。これらの意匠パネル２０１，３０１は、前述の意匠パネル１０１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。前述の意匠パネル１０１が、意匠パネル部１１１と太陽電池パネル部１２１とが背中合わせに積層されているのに対して、これらの意匠パネル２０１，３０１は、前記意匠パネル部１１１および太陽電池パネル部１２１が矩形に形成されて、一辺で連結されて、相互にくの字状に背中合わせ（図６）または相互にくの字状に対面に配置される（図７）点で異なる。
【００４６】
すなわち、前記意匠パネル部１１１と太陽電池パネル部１２１とが一辺で連結されて開閉自在となっており、連結点を中心として相互にく（Ｖ）の字状に大きな角度θ１で開いた構成が図６の意匠パネル２０１となり、たとえば机上に置かれる山形のカレンダーのような配置となる。これに対して、相互にく（Ｖ）の字状に小さな角度θ２で開いた構成が図７の意匠パネル３０１となり、たとえば屏風のような配置となる。このように構成してもまた、意匠パネル部１１１には任意で精細な意匠を施すことができ、また太陽電池パネル部１２１はそのままで、意匠パネル部１１１だけを変更（交換）するような使い方も可能になる。また、デザイナーや広告主などの要望に応じた様々な態様での使用が可能になり、新たな用途に展開することができる。
【００４７】
さらにまた、太陽電池パネル部１２１が色素増感太陽電池（ＤＳＣ）から成ることで、該色素増感太陽電池（ＤＳＣ）は、意匠パネル部１１１に比べて制約が多い（簡素になる）ものの、その受光面に色素の違いによる意匠を形成することが可能であるので、前記意匠パネル部１１１と合わせて、２面共に意匠を形成することができる。特に、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）は、低照度な室内での使用に好適であり、前記山形のカレンダーや屏風のような配置の場合、２面の意匠が容易に視認可能となり、好適である。
【００４８】
この意匠パネル２０１，３０１では、前記ＬＥＤ制御回路１０７、充電回路１０８および電池パック１０９は、意匠パネル部１１１と太陽電池パネル部１２１との一方（図６および図７の例では太陽電池パネル部１２１）に搭載される。
【００４９】
（実施の形態３）
続いて、前記充電回路１０８として好適な具体例である充電回路１について、以下に説明する。図８は、本発明の実施の一形態に係る充電回路１の電気的構成を示すブロック図である。この充電回路１は、太陽電池８を電源として、その出力電力で２次電池９を充電する。太陽電池８は、前記太陽電池パネル部１２１から成り、上述のように、低照度での発電が可能で、室内などでも使用可能な色素増感太陽電池（ＤＳＣ）である。２次電池９としては、前記電池ボックス１０９内に収容された２個直列の単４形の２次電池であり、ニッケル水素電池を用いることができる。したがって、定格電圧は、１．２Ｖ×２＝２．４Ｖである。
【００５０】
充電回路１は、大略的に、前記太陽電池８の出力電力を前記２次電池９に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して与えるＤＣ−ＤＣコンバータ２と、そのＤＣ−ＤＣコンバータ２の制御回路３〜７とを備えて構成される。
【００５１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、コンバータＩＣ２１と、入力電圧制限回路２２と、定電圧回路２３と、ダイオードＤ２１〜Ｄ２３と、抵抗Ｒ２０〜Ｒ２９と、平滑コンデンサＣ２１，Ｃ２２と、コンデンサＣ２３〜Ｃ２９と、インダクタＬ２１とを備えて構成される。太陽電池８の出力電圧は、ハイ側の電源ラインＫ１および共通ＧＮＤラインＫ２間に出力される。前記電源ラインＫ１には、逆流防止のダイオードＤ２１および入力抵抗Ｒ２３が介在されるとともに、ダイオードＤ２１の下流側で前記ＧＮＤラインＫ２との間には、入力電圧制限回路２２および平滑コンデンサＣ２１が接続され、入力抵抗Ｒ２３の下流側では、後述の共振によるノイズ除去用のコンデンサＣ２４が設けられている。前記入力電圧制限回路２２は、ツェナダイオードＤ２４およびダイオードＤ２５の直列回路で構成される。こうして、コンバータＩＣ２１の電源入力端子ＩＮには、雷などに対しても、最大電圧が５．５Ｖに制限されて、前記太陽電池８の出力電圧が入力される。
【００５２】
その入力電圧を使用して、コンバータＩＣ２１は、入力抵抗Ｒ２３とダイオードＤ２１との間から端子Ｌに外付けされるインダクタＬ２１およびコンデンサＣ２４，Ｃ２６を使用して昇降圧動作を行い、大容量負荷駆動用の出力端子ＯＵＴから、３．３〜２．６Ｖの電圧を出力し、ノイズ除去用のコンデンサＣ２６からダイオードＤ２２および抵抗Ｒ２６を介して、電源ラインＫ３へ、概ね３．０Ｖの充電電圧を出力する。前記電源ラインＫ３と共通ＧＮＤラインＫ２との間には、２次電池９が接続される。
【００５３】
また、前記コンバータＩＣ２１は、自身の電源ともなっている外部電源出力端子Ｖａｕｘから、ダイオードＤ２３および抵抗Ｒ２７を介して、電源ラインＫ４へ、制御電源を供給する。その電源ラインＫ４とＧＮＤラインＫ２との間には、平滑コンデンサＣ２２、ノイズ除去用のコンデンサＣ２８および定電圧回路２３が接続されている。定電圧回路２３は、分圧抵抗Ｒ２８，Ｒ２９と、シャントレギュレータＤ２６とを備えて構成される。こうして、他の制御回路３〜７へ供給される制御電源が、３．９Ｖに安定される。
【００５４】
さらにまた、前記の電源ラインＫ３とＧＮＤラインＫ２との間には、抵抗Ｒ２０およびコンデンサＣ２９が直列に接続され、それらの間の接続点から、電源ラインＫ５が引き出される。したがって、この電源ラインＫ５とＧＮＤラインＫ２との間には、前記２次電池９の電圧が安定化されて出力され、この電源電圧は、低照度時あるいは夜に、コンバータＩＣ２１の外部電源出力端子Ｖａｕｘからの出力電圧が不安定になるので、後述のコンパレータ３２，４３，７２やオペアンプ５３などの電源として使用される（図１では、コンパレータ４３，７２の電源は省略している）。コンパレータ３２と７２とが１パッケージで封止されており、コンパレータ４３とオペアンプ５３とが１パッケージで封止されており、これらの回路の消費電流は、合わせて１５μＡ程度のため、２次電池９の放電への影響は小さい。
【００５５】
そして、制御回路３は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ２に過充電保護動作を行うもので、基準電圧回路３１と、コンパレータ３２と、抵抗Ｒ３０１，Ｒ３０２，Ｒ３１〜Ｒ３７と、コンデンサＣ３１，Ｃ３２と、スイッチ素子Ｑ３１〜Ｑ３３と、トランジスタＱ３４と、発光ダイオードＤ３１，Ｄ３２とを備えて構成される。基準電圧回路３１は、前記ラインＫ４，Ｋ２間に直列に接続される抵抗Ｒ３８〜Ｒ４０と、シャントレギュレータＤ３３とを備えて構成される。前記シャントレギュレータＤ３３は、抵抗Ｒ３９，Ｒ４０間の接続点の電圧に応じて、抵抗Ｒ３８，Ｒ３９間の接続点の電圧を制御し、こうして基準電圧回路３１は、前記３．９Ｖの制御電源から、１．６５Ｖの基準電圧を作成し、入力抵抗Ｒ３１を介して、コンパレータ３２の非反転入力端子に与える。
【００５６】
前記コンパレータ３２は、前記電源ラインＫ５から電源が供給され、反転入力端子に入力される前記ラインＫ５，Ｋ２間に出力される充電電圧を抵抗Ｒ３０１，Ｒ３０２およびコンデンサＣ３１で分圧・平滑化した電圧と、前記１．６５Ｖの基準電圧とを比較し、充電（分圧）電圧が基準電圧以上となると、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２を停止させる過充電保護動作を行う。その過充電保護動作は、プルアップ抵抗Ｒ３２によって前記電源ラインＫ４に接続されている該コンパレータ３２の出力端子をローレベル（ＧＮＤラインＫ２への短絡）にすることで行われ、過充電でない場合は、コンパレータ３２の出力端子をハイレベル（オープン）とする。コンパレータ３２の出力端子と非反転入力端子との間には帰還抵抗Ｒ３３が設けられ、該コンパレータ３２はヒステリシスを有するシュミットトリガ回路から成る。
【００５７】
コンパレータ３２の出力は、スイッチ素子Ｑ３１のゲートに与えられており、このスイッチ素子のドレインは抵抗Ｒ３４を介して前記電源ラインＫ４に接続されるとともに、トランジスタＱ３４のベースに接続され、ソースは前記ＧＮＤラインＫ２に接続される。トランジスタＱ３４のコレクタは、前記ラインＫ４，Ｋ２間に直列に接続される抵抗Ｒ３５とコンデンサＣ３２との間の接続点に接続されるとともに、コンバータＩＣ２１のイネーブル端子ＥＮに接続される。トランジスタＱ３４のエミッタは、前記ＧＮＤラインＫ２に接続される。
【００５８】
したがって、充電電圧が低くて、前記コンパレータ３２がハイレベルを出力していると、スイッチ素子Ｑ３１がＯＮしてトランジスタＱ３４のベース電圧が低下して該トランジスタＱ３４がＯＦＦし、コンバータＩＣ２１のイネーブル端子ＥＮがハイレベルとなって、該コンバータＩＣ２１は動作する。これに対して、充電電圧が高くなって過充電レベル（３．０Ｖを超える）となると、前記コンパレータ３２はローレベルを出力し、スイッチ素子Ｑ３１がＯＦＦしてトランジスタＱ３４のベース電圧が抵抗Ｒ３４によってプルアップされ、トランジスタＱ３４がＯＮし、コンバータＩＣ２１のイネーブル端子ＥＮがローレベルとなって、該コンバータＩＣ２１は動作を停止し、負荷（２次電池９への電源ラインＫ３）を切り離すことで過充電保護動作が行われる。
【００５９】
また、制御回路３には、充電状態を表示する表示素子として、２つの発光ダイオードＤ３１，Ｄ３２が設けられている。充電中を示す発光ダイオードＤ３１は、前記コンバータＩＣ２１の出力端子ＯＵＴとラインＫ２との間に、該発光ダイオードＤ３１、電流制限抵抗Ｒ３６およびスイッチ素子Ｑ３２の直列回路で接続される。一方、満充電を示す発光ダイオードＤ３２は、満充電となると前記コンバータＩＣ２１が停止することから、前記電源ラインＫ３、すなわち２次電池９の正極とＧＮＤラインＫ２との間に、電流制限抵抗Ｒ３７、該発光ダイオードＤ３２およびスイッチ素子Ｑ３３の直列回路で接続される。
【００６０】
そして、スイッチ素子Ｑ３１のゲートには前記コンパレータ３２の出力が与えられる。したがって、充電電圧が低く、コンパレータ３２がハイレベルを出力していると、スイッチ素子Ｑ３２がＯＮして発光ダイオードＤ３１が点灯する。一方、スイッチ素子Ｑ３３のゲートは、スイッチ素子Ｑ３２のドレインに接続される。したがって、スイッチ素子Ｑ３３は、スイッチ素子Ｑ３２と反転動作を行うことになり、満充電となってコンパレータ３２がローレベルを出力すると、ＯＮして発光ダイオードＤ３２が点灯する。
【００６１】
このように構成される基本の充電回路に加えて、本実施の形態の充電回路１では、先ず、制御回路４が付加されている。この制御回路４は、低照度でのＤＣ−ＤＣコンバータ２の停止回路として機能する。この制御回路４は、分圧回路４１，４２と、コンパレータ４３と、出力スイッチ素子Ｑ４１と、プルアップ抵抗Ｒ４１と、帰還抵抗Ｒ４２とを備えて構成される。
【００６２】
分圧回路４１は、前記ラインＫ１，Ｋ２間に直列に接続される分圧抵抗Ｒ４３，Ｒ４４によって構成されており、前記太陽電池８の出力電圧を予め定められる分圧比で分圧し、コンパレータ４３の反転入力端子に与える。同様に、分圧回路４２は、前記ラインＫ５，Ｋ２間に直列に接続される分圧抵抗Ｒ４５，Ｒ４６によって構成されており、前記３．９ＶのＤＣ−ＤＣコンバータの内部駆動電圧を予め定められる分圧比で分圧し、コンパレータ４３の非反転入力端子に与える。コンパレータ４３の出力端子は、プルアップ抵抗Ｒ４１によって前記電源ラインＫ４に接続されるとともに、帰還抵抗Ｒ４２を介して非反転入力端子に接続される。こうして、コンパレータ４３は、正帰還されてシュミットトリガ回路を構成し、ヒステリシスを有する。
【００６３】
コンパレータ４３の出力は、出力スイッチ素子Ｑ４１のゲートに与えられ、この出力スイッチ素子Ｑ４１のソースはＧＮＤラインＫ２に接続され、ドレインは前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２内の抵抗Ｒ２２を介してコンバータＩＣ２１の低電圧ロック端子ＬＶＬＯに与えられる。この低電圧ロック端子ＬＶＬＯは、プルアップ抵抗Ｒ２１を介して前記電源ラインＫ１に接続される。コンバータＩＣ２１は、低電圧ロック端子ＬＶＬＯの入力電圧が２５０ｍＶ以上で動作し、未満で停止し、負荷（２次電池９）を切り離す。
【００６４】
したがって、コンパレータ４３は、分圧回路４１からの太陽電池８の出力電圧の分圧電圧が分圧回路４２からの内部駆動電圧の分圧電圧以上であると、ローレベルを出力し、出力スイッチ素子Ｑ４１がＯＦＦして、コンバータＩＣ２１の低電圧ロック端子ＬＶＬＯがプルアップされ、該コンバータＩＣ２１は動作する。これに対して、分圧回路４１からの太陽電池８の出力電圧の分圧電圧が分圧回路４２からの内部駆動電圧の分圧電圧未満であると、コンパレータ４３は、ハイレベルを出力し、出力スイッチ素子Ｑ４１がＯＮして、コンバータＩＣ２１の低電圧ロック端子ＬＶＬＯがローレベルとなり、該コンバータＩＣ２１は停止する。
【００６５】
そして、前記シュミットトリガ回路の構成によって、コンパレータ４３は、たとえば太陽電池８の出力電圧が５ＶとなるレベルでコンバータＩＣ２１を動作させ、３．５ＶとなるレベルでコンバータＩＣ２１を停止させる。こうして、低照度での照度揺らぎに対して、コンバータＩＣ２１の動作を安定させられるようになっている。
【００６６】
ここで、図９に、太陽電池の出力特性を示す。図９のように、太陽電池は、照明光が強い場合、電圧Ｖａで電流Ｉａの大きな電力をＤＣ−ＤＣコンバータに入力することができるが、照明光が弱い場合、電圧Ｖｂで電流Ｉｂの小さな電力しか入力できない。
【００６７】
一方、出力電力Ｐｏは、充電電流Ｉｂと充電電圧Ｖｂとの積で決まる。そして、太陽電池からの入力電力をＰｉとし、ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率をηとすると、Ｐｉ≧Ｐｏ／ηがＤＣ−ＤＣコンバータに入力される場合はＤＣ−ＤＣコンバータは正常に機能するが、Ｐｉ＜Ｐｏ／η、の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータは機能せず、充電も行われない。したがって、図９の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータは、Ｐｉ＝Ｖａ・Ｉａの場合は正常に機能し充電できるが、Ｐｉ＝Ｖｂ・Ｉｂの場合は停止し充電も行われない。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータは、ある一定量の太陽光が得られないと、充電できないという問題がある。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、前記の制御回路４が設けられており、太陽電池８を電源として、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が前記太陽電池８の出力電力Ｐｉを２次電池９に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して前記２次電池９を充電するにあたって、太陽電池８の出力電圧が立ち上がると動作を開始してしまう前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２に対して、前記制御回路４は、前記太陽電池８の出力電圧を監視し、前記出力電圧が予め定められる（負荷（２次電池９）を駆動可能な）閾値電圧（基本的には太陽電池の最大電圧≒Ｐｏ／η）未満の期間は前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させておき、前記閾値電圧以上となると動作を開始させる。
【００６９】
したがって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２が動作を開始する太陽電池８への２次電池９の接続時には、太陽電池９の出力電力Ｐｉは負荷（２次電池９）駆動に充分なレベルに立ち上がっているので、太陽電池８の出力電力が立ち上がる前に負荷接続を試みて太陽電池８の出力電圧をさらに下げてしまうことを繰り返し、起動不能に陥るような不具合を防止することができる。これによって、照明光が弱い場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータを確実に起動させ、２次電池の充電を開始することができる。また、前記コンパレータ４３が正帰還されたシュミットトリガ回路から成ることで、該コンパレータ４３の動作にヒステリシスを持たせることができ、立ち上げ動作を一層安定して行うことができる。充電回路１において、このような低照度での充電停止の構成だけを模式的に示すと、図１０のようになる。
【００７０】
図１１は、前記制御回路４によるＤＣ−ＤＣコンバータ２の停止回路としての機能を説明するための図である。（ａ）は太陽電池９の出力電圧を示し、（ｂ）はＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力を示す。この図１１は、充電を開始しても照明光の弱い状態が続いた場合を示しており、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が動作していると太陽電池９の出力電圧を急速に下げてしまい、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が停止して充電できなくなって、再起動することになる。こうして、前記制御回路４がＤＣ−ＤＣコンバータ２を停止させることで、間欠充電となるが、前述のような起動不能で全く充電できない場合に比べると、充電の機会を増加することができる。制御回路４は、照明光が強くなると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２を連続充電に移す。
【００７１】
また、本実施の形態の充電回路１では、前記太陽電池８の出力電圧を監視し、その出力電圧が一定となるように前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２を動作させることで、前記太陽電池８を最大電力点で動作させるＭＰＰＴ制御を行う制御回路５が設けられており、この制御回路５に関連して、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２の起動による出力電圧の立ち上がりを検出し、その立ち上がりタイミングから予め定められる時間に亘り、前記制御回路５による前記ＭＰＰＴ制御を最小負荷状態とする制御回路６が設けられている。制御回路５は、分圧回路５１と、基準電圧回路５２と、オペアンプ５３と、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５３と、コンデンサＣ５１とを備えて構成される。
【００７２】
分圧回路５１は、前記ラインＫ１，Ｋ２間に直列に接続される分圧抵抗Ｒ５４，Ｒ５５によって構成されており、前記太陽電池８の出力電圧を予め定められる分圧比で分圧し、入力抵抗Ｒ５１を介して、オペアンプ５３の反転入力端子に与える。基準電圧回路５２は、前述の基準電圧回路３１と同様に、前記ラインＫ４，Ｋ２間に直列に接続される抵抗Ｒ５６〜Ｒ５８と、シャントレギュレータＤ５１とを備えて構成される。前記シャントレギュレータＤ５１は、抵抗Ｒ５７，Ｒ５８間の接続点の電圧に応じて、抵抗Ｒ５６，Ｒ５７間の接続点の電圧を制御し、こうして基準電圧回路５２は、前記３．９Ｖの制御電源から、２．０Ｖの基準電圧を作成し、入力抵抗Ｒ５１を介して、オペアンプ５３の非反転入力端子に与える。
【００７３】
オペアンプ５３は、前記電源ラインＫ５から電源が供給され、その出力は、出力抵抗Ｒ５３を介して、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２において、ラインＫ３，Ｋ２間に直列に接続された抵抗Ｒ２４，Ｒ２５間の接続点に与えられる。その接続点は、コンバータＩＣ２１のフィードバック端子ＦＢに接続されており、コンバータＩＣ２１は、前記フィードバック端子ＦＢへの入力電圧が５００ｍＶとなるように、出力端子ＯＵＴの電圧を制御する。前記抵抗Ｒ２４には並列に、前記接続点の電圧を安定させるためのコンデンサＣ２５が設けられている。また、オペアンプ５３の出力は、前記出力抵抗Ｒ５３から、帰還コンデンサＣ５１および帰還抵抗Ｒ５２を介して、負帰還されている。
【００７４】
ここで、図１２に、太陽電池の出力特性を示す。前記ＭＰＰＴ制御は、一般に、太陽電池を最大電力点で作動させる制御で、照明光の強弱に合わせて、負荷を変化させる。そして、太陽電池は、出力電力が違っても、前記最大電力点となる電圧は略一定しているので、照明光が強い場合は多くの負荷電流を流し、照明光が弱い場合は負荷電流を小さくすることで、太陽電池を最大電力点で作動させることができる。具体的には、オペアンプ５３によって、分圧回路５１からの太陽電池８の出力電圧の分圧電圧を、基準電圧回路５２からの内部電源電圧の分圧電圧と比較し、それらが等しくなるように、コンバータＩＣ２１のフィードバック端子ＦＢの電圧を変化させる。
【００７５】
しかしながら、一旦、ＭＰＰＴ制御が働けば、照明光の強度が変化しても２次電池９の充電は継続できるが、太陽電池８を２次電池９に接続した（ＤＣ−ＤＣコンバータ２を動作させた）際に、照明光が弱いと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、電力が高い設定でスタートするので、急激に大きな負荷電流が流れ、太陽電池２の出力電圧が低下して、結果的にＤＣ−ＤＣコンバータ２が立ち上がらず（ロックアウトし）、制御回路５のＭＰＰＴ制御も働かなくなってしまう。その後に強い照明光が当たると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が動き出し、制御回路５のＭＰＰＴも機能し始めるが、その間、充電ができないという問題がある。
【００７６】
そこで、前記制御回路６が設けられている。この制御回路６は、単安定マルチバイブレータ回路から構成される。具体的には、この制御回路６は、トランジスタＱ６１，Ｑ６２と、スイッチ素子Ｑ６３と、コンデンサＣ６１，Ｃ６２と、抵抗Ｒ６１〜Ｒ６６と、ダイオードＤ６１，Ｄ６２とを備えて構成される。
【００７７】
コンデンサＣ６１は、前記出力端子ＯＵＴの電圧から、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の起動をパルスとして検出する。そのコンデンサＣ６１の出力は、ダイオードＤ６１を介してトランジスタＱ６１のベースに与えられる。コンデンサＣ６１とダイオードＤ６１との接続点と、ＧＮＤラインＫ２との間には、Ａ点でのＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧が０Ｖとなった時に負のパルスがトランジスタＱ６１に加わることを阻止する放電用のダイオードＤ６２およびコンデンサＣ６１の微分（＝パルス）出力用の抵抗Ｒ６１が設けられている。トランジスタＱ６１のベースは抵抗Ｒ６２を介してＧＮＤラインＫ２に接続されるとともに、抵抗Ｒ６３を介してスイッチ素子Ｑ６３のゲートに接続される。トランジスタＱ６１のエミッタはＧＮＤラインＫ２に接続され、コレクタは、抵抗Ｒ６４を介して電源ラインＫ４に接続されるとともに、限時動作用のコンデンサＣ６２の一端に接続される。コンデンサＣ６２の他端は、抵抗Ｒ６５を介して前記電源ラインＫ４に接続されるとともに、トランジスタＱ６２のベースに接続される。トランジスタＱ６２のエミッタはＧＮＤラインＫ２に接続され、コレクタは、抵抗Ｒ６６を介して電源ラインＫ４に接続されるとともに、前記スイッチ素子Ｑ６３のゲートに接続される。スイッチ素子Ｑ６３のドレインは、前記制御回路５における抵抗Ｒ５４，Ｒ５５間の接続点、すなわち入力抵抗Ｒ５１を介してオペアンプ５３の反転入力端子に接続され、ソースは前記ＧＮＤラインＫ２に接続される。
【００７８】
図１３は、前記単安定マルチバイブレータ回路として機能する制御回路６の動作を説明するための波形図である。安定状態では、図１３（ｄ）で示すように、トランジスタＱ６２のベースは抵抗Ｒ６５でプルアップされており、該トランジスタＱ６２がＯＮし、そのコレクタ電圧は、図１３（ｅ）で示すようにローレベルとなって、スイッチ素子Ｑ６３はＯＦＦしている。
【００７９】
したがって、制御回路５内の分圧回路５１における分圧点Ｂに、すなわちオペアンプ５３の反転入力端子には太陽電池８の出力電圧の分圧電圧が与えられる。これによって、該オペアンプ５３が、前記太陽電池８の出力電圧の分圧電圧と基準電圧の分圧電圧との差分に応じた電圧をコンバータＩＣ２１のフィードバック端子ＦＢへ出力して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の負荷状態（出力電流）を比較的大きい状態で制御する。またこの間、トランジスタＱ６２のＯＮによって、抵抗Ｒ６２−コンデンサＣ６２−トランジスタＱ６２の経路で充電電流が流れ、コンデンサＣ６２は前記電源ラインＫ４の電圧である３．９Ｖに充電される。
【００８０】
そして、前記太陽電池８の出力電圧が上昇し、図１３（ａ）で示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が動作を開始してＡ点の出力電圧が上昇すると、図１３（ｂ）で示すように、コンデンサＣ６１から起動パルスが出力される。この起動パルスが０．６ＶのトランジスタＱ６１のＯＮ電圧を超えると、該トランジスタＱ６１がＯＮして、図１３（ｃ）で示すように、コレクタ電圧が略０Ｖに低下する。これによって、トランジスタＱ６２のベース電圧は、図１３（ｄ）で示すように、それまで充電されていたコンデンサＣ６２の充電電圧が逆電圧で加わることで、−３．９−０．６＝−３．３Ｖにまで低下した後、コンデンサＣ６２の放電に伴い上昇してゆく。その上昇の時定数は、τ＝Ｃ６２＊Ｒ６５、たとえば９０ｍｓｅｃに設定され、この単安定マルチバイブレータ回路の限時時間となる。
【００８１】
トランジスタＱ６２のベース電圧が０．６Ｖよりも低下している前記限時時間の間は、該トランジスタＱ６２がＯＦＦして、そのコレクタ電圧は図１３（ｅ）で示すようにハイレベルとなって、スイッチ素子Ｑ６３がＯＮする。したがって、制御回路５内の分圧回路５１における分圧点Ｂ、すなわちオペアンプ５３の反転入力端子の電圧は、略０Ｖにまで低下する。これによって、オペアンプ５３がハイレベルを出力して、コンバータＩＣ２１のフィードバック端子ＦＢへの入力電圧が上がり、該コンバータＩＣ２１は最小負荷状態で動作する。
【００８２】
前記限時時間が経過すると、トランジスタＱ６２のベース電圧が前記０．６Ｖに達して該トランジスタＱ６２がＯＮし、スイッチ素子Ｑ６３をＯＦＦするとともに、コンデンサＣ６２の充電が開始される。このようにして、制御回路６は、前記のような単安定マルチバイブレータを実現することができる。充電回路１において、このようなＭＰＰＴ制御およびそのロックアウト防止制御を行う構成だけを模式的に示すと、図１４のようになる。
【００８３】
図１５は、前記制御回路５，６によるＤＣ−ＤＣコンバータ２のＭＰＰＴ制御およびそのロックアウト防止制御機能を説明するための図である。（ａ）は太陽電池９の出力電圧を示し、（ｂ）はＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力を示し、（ｃ）は単安定マルチバイブレータの動作を示す。なお、単安定マルチバイブレータの出力であるスイッチ素子Ｑ６３のドレイン電位は、（ｃ）とは逆になる。
【００８４】
したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２をＭＰＰＴ制御する制御回路５が設けられる場合に、制御回路６を設け、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２の起動による出力電圧の立ち上がりを検出し、その立ち上がりタイミングから予め定められる時間に亘り、前記制御回路５による前記ＭＰＰＴ制御を最小負荷状態にさせる（本実施形態ではＤＣ−ＤＣコンバータ２を、最小の出力（充電）電流となるように動作させることで、弱い照明光で該充電回路１が動作を開始しても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２がロックアウトすることなく、正常に立ち上げる（動作を開始させる）ことができる。
【００８５】
また、本実施の形態の充電回路１は、制御回路４によってＤＣ−ＤＣコンバータ２に動作を開始させた後、低照度時には、制御回路６によって、制御回路５によるＤＣ−ＤＣコンバータ２へのＭＰＰＴ制御を最小負荷状態とするので、低照度において、より確実に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＭＰＰＴ制御を立ち上げることができる。
【００８６】
さらにまた、本実施形態の充電回路１では、過充電保護動作を行う前記制御回路３に関連して、電池無し（無負荷）検出を行う制御回路７が設けられている。制御回路７は、基準電圧回路７１と、コンパレータ７２と、抵抗Ｒ７１と、分圧抵抗Ｒ７５，Ｒ７６と、ダイオードＤ７１と、スイッチ素子Ｑ７１とを備えて構成される。基準電圧回路７１は、前記ラインＫ５，Ｋ２間に直列に接続される抵抗Ｒ７２〜Ｒ７４と、シャントレギュレータＤ７２とを備えて構成される。前記シャントレギュレータＤ７２は、抵抗Ｒ７３，Ｒ７４間の接続点の電圧に応じて、抵抗Ｒ７２，Ｒ７３間の接続点の電圧を制御し、こうして基準電圧回路７１は、前記３．９Ｖの制御電源から、１．６５Ｖの基準電圧を作成し、コンパレータ７２の反転入力端子に与える。コンパレータ７２の非反転入力端子には、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧、すなわち前記２次電池９の充電電圧が、分圧抵抗Ｒ７５，Ｒ７６で分圧されて与えられる。コンパレータ７２の出力端子は、プルアップ抵抗Ｒ７１を介して前記電源ラインＫ４に接続されるとともに、スイッチ素子Ｑ７１のゲートに接続される。スイッチ素子Ｑ７１のドレインは、前記制御回路３内のトランジスタＱ３４のベースに接続されるとともに、ダイオードＤ７１を介して、スイッチ素子Ｑ３２のドレインおよびスイッチ素子Ｑ３３のゲートに接続される。スイッチ素子Ｑ７１のソースは、ＧＮＤラインＫ４に接続される。
【００８７】
そして、前記制御回路３内の基準電圧回路３１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧、すなわち２次電池９の充電電圧が、３．０Ｖとなる前記２．０Ｖの基準電圧を作成する。これに対して、この制御回路７内の基準電圧回路７１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧、すなわち２次電池９の充電電圧と比較する前記３．４２Ｖの基準電圧を作成する。コンパレータ７２は、充電電圧が基準電圧回路７１の基準電圧より低いときはローレベルを出力し、これによってスイッチ素子Ｑ７１はＯＦＦしている。これに対して、コンパレータ７２は、充電電圧が基準電圧回路７１の基準電圧以上になると、無負荷、すなわち２次電池９が接続されていないと判定して、ハイレベルを出力し、前記制御回路３による過充電保護動作を禁止する。
【００８８】
具体的には、前記コンパレータ７２がローレベルを出力している、充電電圧が３．４２Ｖ未満の間は、スイッチ素子Ｑ７１がＯＦＦする。したがって、スイッチ素子Ｑ７１のドレインはオープンとなり、スイッチ素子Ｑ３３およびトランジスタＱ３４は上述の通りの動作となり、３．０〜３．４２Ｖの間で過充電保護動作が行われるとともに、発光ダイオードＤ３１，Ｄ３２も、充電中および満充電の時にそれぞれ点灯する。
【００８９】
これに対して、前記コンパレータ７２がハイレベルを出力する、充電電圧が３．４２Ｖ以上となると、スイッチ素子Ｑ７１がＯＮする。したがって、スイッチ素子Ｑ３４はＯＦＦしたままとなって、コンバータＩＣ２１のイネーブル端子ＥＮはハイレベルとなって、該コンバータＩＣ２１の過充電保護動作を無効にするとともに、スイッチ素子Ｑ３３をＯＦＦして発光ダイオードＤ３２を消灯させ、発光ダイオードＤ３１は点灯したままとする。
【００９０】
こうして、制御回路７は、充電電圧が規定の３．０Ｖより高い３．４２Ｖの基準電圧よりも高ければ、負荷（２次電池９）が接続されていない無負荷状態と判定して、制御回路３による過充電保護動作を無効にすることで、そのような場合に前記過充電保護動作が働いてしまうと、制御回路３がＤＣ−ＤＣコンバータ２の過充電保護動作を行い、出力を停止もしくは小さくすると、直ぐに開放端の充電電圧が低下して過充電保護動作が解除されてＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を開始させ、再び過充電保護動作を行う・・・と言うことを繰り返すチャタリングが生じるのに対して、そのような不具合を防止することができる。
【００９１】
また、前記制御回路３には、コンパレータ３２の出力に応答し、前記充電電圧が３．０Ｖの基準電圧未満で点灯することで充電中を表示する発光ダイオードＤ３１と、前記充電電圧が３．０Ｖの基準電圧以上で点灯することで充電完了を表示する発光ダイオードＤ３２とが設けられている場合、前記の無負荷状態では、前記のチャタリングに応答して、２つの発光ダイオードＤ３１，Ｄ３２が交互に点滅してしまうのに対して、前記制御回路７のコンパレータ７２の出力に応答し、前記充電電圧が３．４２Ｖの基準電圧以上では前記発光ダイオードＤ３１，Ｄ３２の表示を固定するスイッチ素子Ｑ３２を設けることで、使用者に不信感を抱かせることもない。充電回路１において、このような過充電保護機能およびその電池無し（無負荷）検出による禁止制御を行う構成だけを模式的に示すと、図１６のようになる。
【００９２】
また、本実施の形態の充電回路１は、制御回路４，５，６を設けることで、起動時などの低照度時にＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を安定させられるので、前記太陽電池８としては、シリコン太陽電池も使用可能であるが、低照度での発電に有利な色素増感太陽電池（ＤＳＣ）を好適に使用可能であり、特に低照度な室内での使用に好適である。
【００９３】
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の他の形態に係る充電回路１ａの電気的構成を示すブロック図である。この充電回路１ａは、前述の充電回路１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。この充電回路１ａにおいて、制御回路３には、先ず、満充電、すなわち充電完了を表す発光ダイオードＤ３２が設けられていない。これは、充電中を表す発光ダイオードＤ３１が、点灯状態から、消灯すると、使用者に充電完了を判定させることで、前記満充電によるコンバータＩＣ２１の停止後に、電力消費を生じないようにするための対策である。そのため、この充電回路１ａでは、前記発光ダイオードＤ３２に関連する電流制限抵抗Ｒ３７およびスイッチ素子Ｑ３３も、設けられていない。
【００９４】
また、この充電回路１ａでは、２次電池９の放電制御回路１０が設けられている。上述の充電回路１では、低照度時にコンバータＩＣ２１の外部電源出力端子Ｖａｕｘからの出力電圧が不安定になるので、２次電池９の電圧が安定化されて出力される電源ラインＫ５に、過充電制御のためのコンパレータ３２や、ＭＰＰＴ制御のためのオペアンプ５３が接続されている。これに対して、この充電回路１ａでは、前記低照度時でコンバータＩＣ２１の出力電圧が０Ｖとなると電源遮断を行うことができる電源ラインＫ６，Ｋ７を設け、その電源ラインＫ６，Ｋ７への給電を前記放電制御回路１０が制御する。
【００９５】
放電制御回路１０は、抵抗Ｒ８１〜Ｒ８６と、コンデンサＣ８１，Ｃ８２と、ダイオードＤ８１と、スイッチ素子Ｑ８１〜Ｑ８３とを備えて構成される。前記コンバータＩＣ２１の出力端子ＯＵＴからの出力電圧が、分圧抵抗Ｒ８１，Ｒ８２で分圧され、コンデンサＣ８１で安定化されてスイッチ素子Ｑ８１のゲートに与えられる。スイッチ素子Ｑ８１のソースはＧＮＤラインＫ２に接続され、ドレインは抵抗Ｒ８４を介してＰ型のスイッチ素子Ｑ８２のゲートに接続される。スイッチ素子Ｑ８２のゲート−ソース間には抵抗Ｒ８３が設けられており、さらにソースは前記電源ラインＫ３、したがって２次電池９の正極に接続されている。
【００９６】
したがって、コンデンサＣ８１に電荷が蓄積されると、すなわち概ね前記出力端子ＯＵＴからの出力電圧が略３Ｖ以上となると、スイッチ素子Ｑ８１がＯＮして、スイッチ素子Ｑ８２のゲート−ソース間に電位差を生じさせて該スイッチ素子Ｑ８２をＯＮさせる。これによって、スイッチ素子Ｑ８２のドレインから、電源ラインＫ７に２次電池９の電圧が出力され、また電源ラインＫ６には、前記２次電池９の電圧が、抵抗Ｒ８６およびコンデンサＣ８２によって安定化されて出力される。
【００９７】
一方、前記コンデンサＣ８１は、ダイオードＤ８１および抵抗Ｒ８５を介して前記電源ラインＫ６に接続されており、また前記ダイオードＤ８１と抵抗Ｒ８５との接続点は、スイッチ素子Ｑ８３によって接地可能となっている。スイッチ素子Ｑ８３のゲートには、前記コンパレータ３２の出力が与えられる。したがって、２次電池９の充電電圧が低くて、前記コンパレータ３２がハイレベルを出力している充電中は、スイッチ素子Ｑ８３がＯＮして、抵抗Ｒ８５からの電流をバイパスしている。これに対して、コンパレータ３２がローレベルを出力する満充電状態となると、スイッチ素子Ｑ８３はＯＦＦして、抵抗Ｒ８５からの電流が、ダイオードＤ８１を介してコンデンサＣ８１に与えられる。こうして、スイッチ素子Ｑ８２から電源ラインＫ６への給電電流で、スイッチ素子Ｑ８１，Ｑ８２のＯＮ状態が自己保持されるようになる。前述のシュミットトリガ回路から成るコンパレータ３２のヒステリシスレベルより２次電池９の充電電圧が低下すると、コンパレータ３２がハイレベルを出力して、充電が再開されるとともに、スイッチ素子Ｑ８３がＯＮし、前記の自己保持状態が解消される。
【００９８】
そして、このような放電制御回路１０に対応して、過充電保護動作を行う制御回路３内の電源ラインが、Ｋ４から前記のＫ７に変更されるとともに、基準電圧回路３１の基準電圧も、電源ラインＫ６から供給される。また、電池無し（無負荷）検出を行う制御回路７の電源は、電源ラインＫ６に変更され、２次電池９の出力電圧は電源ラインＫ７から得られる。一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ２を停止させる制御回路４の電源および充電電圧の検出は、コンバータＩＣ２１の外部電源出力端子Ｖａｕｘからの電源ラインＫ４に変更され、ＭＰＰＴ制御を行う制御回路５内のオペアンプ５３の電源も、電源ラインＫ４に変更されている。
【００９９】
このように構成することで、制御回路４による前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２の停止機能、制御回路５によるＭＰＰＴ制御機能、制御回路６によるロックアウト防止制御機能については、前記コンバータＩＣ２１の外部電源出力端子Ｖａｕｘからの電源供給によって行われる。したがって、前記コンバータＩＣ２１のイネーブル端子ＥＮ端子がハイレベルであれば、ある程度（太陽電池８からの入力電圧Ｖｉｎ＞０．５Ｖ)の照度になると、コンバータＩＣ２１の外部電源出力端子Ｖａｕｘの電圧が立ち上がり、給電される前記各制御回路４，５，６が動作するので、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が規定の高電圧を出力するようになると、それらの機能が動作しつつ、充電がスタートする（過充電検出を行う制御回路３の終端のトタンジスタＱ３４は、該制御回路３に電源電圧が供給されない場合、ＯＦＦ状態となるので、前記イネーブルＥＮ端子はハイレベルの状態を維持する）      。
【０１００】
しかしながら、そのコンバータＩＣ２１の外部電源出力端子Ｖａｕｘから電源ラインＫ４への出力電圧は、上述のように、太陽光により変化し（夜は０Ｖになる）、低照度では不安定になる。そのため、本実施形態では、制御回路３による過充電検出機能および制御回路７による無負荷検出機能については、電源ラインＫ６，Ｋ７を介する２次電池９を電源として動作することで、動作を安定させている。一方、そうすると、２次電池９の充電が行われない夜間等の低照度時には、放電のみが行われることになり、上述のように回路的に低消費電流化していても、長期間低照度の状態が継続すれば、累積値として無視できなくなることもある。そこで、前記のような放電制御回路１０を設け、コンバータＩＣ２１の大容量負荷駆動用の出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖｏｕｔが０Ｖとなれば、電池放電制御機能が動作し、前記電源ラインＫ６，Ｋ７への給電を遮断することで、２次電池９の不所望な消耗も防止している。
【０１０１】
そして、高照度となってコンバータＩＣ２１が動作すると、前記電源ラインＫ６，Ｋ７への給電を再開し、過充電（満充電）状態になれば、コンバータＩＣ２１は停止し、前記出力電圧Ｖｏｕｔは０Ｖ（充電停止）となるが、そのコンバータＩＣ２１の停止信号をコンパレータ３２から制御回路１０に入力し、電池放電制御機能を停止したままとしている。このような動作を、図１８で示す。図１８において、（ａ）は前記太陽電池８からの入力電圧Ｖｉｎであり、（ｂ）はコンバータＩＣ２１の出力電圧Ｖｏｕｔであり、（ｃ）は過充電（満充電）検出出力、すなわちトランジスタＱ３４のスイッチ状態であり、（ｄ）は電池放電制御機能、すなわちスイッチ素子Ｑ８２のスイッチ状態である。充電回路１ａにおいて、このような電池放電制御機能に関連する構成を模式的に示すと、図１９のようになる。
【０１０２】
なお、過充電（満充電）となってコンバータＩＣ２１が充電を停止した後に夜を迎えると、前記の制御回路３，７への電源供給が続くため、２次電池９の容量はある程度減少することになるが、過充電レベルをわずかに下回る過充電解除電圧に達すれば、過電圧検出が終了するので、前記の自己保持が解除され、これらの制御回路３，７への電源供給は停止し、２次電池９の放電はなくなる。そして、過充電検出規定電圧と過充電解除規定電圧との差は小さく、従って、２次電池９の消耗は僅かである。
【符号の説明】
【０１０３】
１    充電回路
２    ＤＣ−ＤＣコンバータ
２１    コンバータＩＣ
２２    入力電圧制限回路
２３    定電圧回路
３    制御回路
３１    基準電圧回路
３２    コンパレータ
４    制御回路
４３    コンパレータ
５    制御回路
５３    コンパレータ
６    制御回路
７    制御回路
７２    コンパレータ
８    太陽電池
９    ２次電池
１０    制御回路
１０１，２０１，３０１  意匠パネル
１０２  パネルブロック
１０３  支持部材
１０４  意匠部分
１０５  薄型パネル
１０６  ＬＥＤ基板
１０７  ＬＥＤ制御回路
１０８  充電回路
１０９  電池ボックス
１１０  スイッチ
１１１  意匠パネル部
１１２  加飾パネル
１１３  散光板
１１４，１１４ａ，１１４ｂ  導光板
１１５  反射板
１１６  樹脂板
１１７  凹凸
１１８  ドット
１２１  太陽電池パネル部
１２２，１２３    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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