(57)【要約】【課題】従来の照明装置では、光による演出効果を得る機能について、発光ダイオードの色彩を時間の経過とともに変更する変更手段によって変化させているため、風の強弱のように自然に変化する事象を色彩の変化にあらわすことができないという課題がある。【解決手段】屋外を照らす照明部１０と、風車の回転を検知する回転数検知手段８からの信号を受けて照明部の点灯を制御する制御部１４を備え、自然の風で風車の回転した回転数の変化によって光を調光させるように制御したものであり、環境に配慮した創エネルギーの象徴として、モニュメントの価値を高め、環境意識の高揚を図ることができるという効果が得られる。【選択図】図１
2011081987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置した支柱に風力発電としての外風を受けて回転する風車と、風車と連結して風車の回転により発電する発電機を備え、太陽光発電としての日射を受けて発電する太陽光パネルを備え、風力発電及び太陽光発電により発電した電気を蓄電する蓄電池と、蓄電池の電気により屋外を照らす照明部と、風車の回転を検知する回転数検知手段からの信号を受けて照明部の点灯を制御する制御部を備え、制御部は自然の風で風車の回転した回転数の変化によって光を調光するように制御することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
制御部は、周囲に人物が近づいたことを検出する、人検知手段を備え、人検知手段によって人を検知した時には色彩の変化よりも、明るく照らすという機能を重視し、照明装置に多くの電流を流すように制御することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
制御部は、色彩の変化を選択するための選択スイッチ手段を備え、使用者は好みに応じて選択スイッチを切り替えることでで、色彩の変化パターンを選択することができることを特長とする請求項１、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
制御部は、周囲の気温を検知できる温度検知手段を備え、温度の変化によって、色彩の変化パターンを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
蓄電池は、単三型のニッケル水素電池を複数本使用し、制御部はこの蓄電池を充放電する回路を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
照明部は、赤色、青色、緑色の発光ダイオードを備え、制御部は、それぞれの発光ダイオードの明るさを通電時間で制御する発光制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
照明が必要となる程度に周囲が暗くなったことを検知する明るさ検知手段を備えた請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
明るさ検知手段は、太陽光発電の発電量を計測する発電量計測手段である請求項７記載の照明装置。
【請求項９】
明るさ検知手段は、照度センサである請求項７記載の照明装置。
【請求項１０】
自然風による、風車の回転数検知は風車の発電電圧を検知することで代用するための電圧検知手段を備えた請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
風車の回転数検知は、風車または風車の軸に備えたホール素子の磁極の変化を検知する磁極検知手段である請求項１から請求項９のいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１２】
制御部は、ホール素子による回転数検知により、一定回転数以下では発電機による充電が行われないように制御する、充電回路切断手段を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に住宅の玄関等に設置され、夜間の照明として利用される照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置の点灯制御は、照明の明るさや色調を時間的に変化させて演出効果を持たせるようにした照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その照明装置の一例について図を参照しながら説明する。
【０００４】
特許文献１について、図５に示すように、灯篭形の本体１０１の内部に発光ダイオードを備えた発光部１０２と、発光部１０２の発光を制御する制御部１０３により、例えばローソクの炎のようにゆらぎを演出するように発光させることが可能となっている。また、本体１０１の上部には太陽光パネル１０４と蓄電部１０５を備えることで、日中の太陽光発電による電力を蓄電部１０５に蓄えて夜間に発光部１０２を発光させる電力を補っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３４６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の照明装置では、光による演出効果を得る機能について、発光ダイオードの色彩をあらかじめ定められた時間の経過とともに変更する変更手段によって変化させているため、風の強弱のように自然に変化する事象を色彩の変化にあらわすことができないという課題を有していた。また、風の強弱のように自然に変化する事象を検知するようなセンサーを別途設置するとコストの面で高価になってしまうという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、風の強弱の変化を色彩の変化で現すことで演出効果を得る演出機能、及び、風を検知するセンサーを別途設置しない照明装置を提供することを目的としている。
【０００８】
また、環境に配慮した創エネルギーの象徴として、モニュメントの価値を高めた照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明の照明装置は、屋外に設置した支柱に風力発電としての外風を受けて回転する風車と、風車と連結して風車の回転により発電する発電機を備え、太陽光発電としての日射を受けて発電する太陽光パネルを備え、風力発電及び太陽光発電により発電した電気を蓄電する蓄電池と、蓄電池の電気により屋外を照らす照明部と、制御する制御部を備え、制御部は、自然の風の変化による、風車の回転数の変化に応じて照明部の色彩を変化させるように制御したものであり、これにより風の変化を検知するセンサーを別途設けることなく、風の強弱の変化を色彩の変化で表すことで演出効果を得ることができる照明装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、風の強弱の変化を色彩の変化で現すことで演出効果を得る演出機能、及び、風を検知するセンサーを別途設置しないという効果が得られる。
【００１１】
また、環境に配慮した創エネルギーの象徴として、モニュメントの価値を高め、環境意識の高揚を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の照明装置の構成を示す斜視図
【図２】風車の回転と発光ダイオードの発光量の関係（夏モード）図
【図３】風車の回転と発光ダイオードの発光量の関係（冬モード）図
【図４】風車の回転数と発電機の充電の関係図
【図５】従来の照明装置の外観を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１記載の発明は、屋外に設置した支柱に風力発電としての外風を受けて回転する風車と、風車と連結して風車の回転により発電する発電機を備え、太陽光発電としての日射を受けて発電する太陽光パネルを備え、風力発電及び太陽光発電により発電した電気を蓄電する蓄電池と、蓄電池の電気により屋外を照らす照明部と、風車の回転を検知する回転数検知手段からの信号を受けて照明部の点灯を制御する制御部を備え、自然の風で風車の回転した回転数の変化によって光を調光させるように制御したものであり、例えば住宅に設置した場合、夕方から宵の口の時間帯に照明を行うことにより、住居人や通りがかりの人に対して光の演出を見せることができるという作用を有するので、自然の風の変化により色彩が変化する照明の機能を提供できるという効果が得られる。
【００１４】
また、本発明の請求項２記載の発明は、制御部は、周囲に人物が近づいたことを検出する、人検知手段を備え、人検知手段によって人を検知した時には色彩の変化よりも、明るく照らすという機能を重視し、照明装置に多くの電流を流すように制御し、周囲を明るく照らすことで近づいた人の視覚の確保を提供できるという効果が得られる。
【００１５】
また、本発明の請求項３記載の発明は、制御部は、色彩の変化を選択するための選択スイッチ手段を備え、使用者は好みに応じて選択スイッチを切り替えることでで、色彩の変化パターンを選択することができる機能を提供できるという効果が得られる。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の発明は、制御部は、周囲の気温を検知できる温度検知手段を備え、例えば、気温が２５℃以上の時は夏モードと判断し、視覚的に涼しく感じられる青色から発光させたり、気温が１０℃以下の時には、視覚的に暖かく感じられる赤色より発光させたりする作用を有すことができ、光の色彩の変化に季節感を感じることができる機能を提供できるという効果が得られる。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の発明は、蓄電池は、単三型のニッケル水素電池を複数本使用し、制御部はこの蓄電池を充放電する回路を備えたものである。災害などによる停電時には、自然エネルギーを利用した非常用の充電器としての機能を提供できるという効果が得られる。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の発明は、照明部は、赤色、青色、緑色の発光ダイオードを備え、制御部は、それぞれの発光ダイオードの明るさを通電時間で制御する発光制御手段を備えたものである。これにより、風車の回転数のよる照明の色彩変化時に照明の色調又は光量のいずれか１つ以上を変化させて調光するように制御したものであり、光の演出として、色調や光量を変化させることで目で見て楽しめる演出を提供でき、人の目に留まるような演出効果を得ることができるという作用を有するので、創エネルギーの象徴としてのモニュメントの価値を高め、環境意識の高揚を図ることができるという効果が得られる。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の発明は、照明が必要となる程度に周囲が暗くなったことを検知する明るさ検知手段を備えたものであり、周囲が暗くなってから必要な照明を動作させることができ、必要な照明機能を適宜使用することができるという作用を有するので、人の生活シーンに合わせた照明の機能を提供できるという効果が得られる。
【００２０】
また、本発明の請求項８記載の発明は、明るさ検知手段は、太陽光発電の発電量を計測する発電量計測手段であり、発電量は太陽の日射によって発電するため、発電量が小さくなった場合は太陽の日射が少なくなり、周囲が暗いと判別することができるので、照明を必要に応じて動作させることができ、必要な照明機能を適宜使用することができるという作用を有するので、人の生活シーンに合わせた照明の機能を提供できるという効果が得られる。
【００２１】
また、本発明の請求項９記載の発明は、明るさ検知手段は、照度センサであり、周囲の照度が設定値以下となった場合に暗くなったと判断することができるので、周囲が暗くなってから必要な照明を動作させることができ、必要な照明機能を適宜使用することができるという作用を有するので、人の生活シーンに合わせた照明の機能を提供できるという効果が得られる。
【００２２】
また、本発明の請求項１０記載の発明は、自然風による、風車の回転数検知手段は風車の発電電圧を検知する電圧検知手段を備えたものであり、自然風の変化に応じて、発電機の発電電圧が変化するので、照明の色彩の変化を発電機の発電電圧に応じて変化させれば、別途、自然風の変化を検知するセンサーを設ける必要がなく発電機を風速センサーとして利用する機能を提供できるという効果が得られる。
【００２３】
また、本発明の請求項１１記載の発明は、自然風による、風車の回転数検知手段は風車または、風車の軸に備えたホール素子の磁極の変化を検知する磁極検知手段を備えたものであり、発電機を回転させることができない微風時でも、風車の回転に伴い、ホール素子の磁極が変化する頻度を検出することで、別途、自然風の変化を検知するセンサーを設ける必要がなく風車を風速センサーとして利用する機能を提供できるという効果が得られる。
【００２４】
また、本発明の請求項１２記載の発明は、制御部は、ホール素子による回転数検知手段により得られた回転数が、一定回転数以下では発電機による充電が行われないように制御する、充電回路切断手段を備え、微風でも発電機が回転しやすいようにする機能を提供できるという効果が得られる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１に実施の形態１の照明装置の構成を示す斜視図を示して説明する。
【００２７】
図１に示すように、照明装置１は、屋外の地面に埋設して固定した支柱２の上部に太陽光発電としての太陽光パネル３を備え、太陽光パネル３により発電した電気を蓄電する蓄電池４（一例としてニッケル水素電池）を支柱２の内部に備えている。また、支柱２には回転自在に支持した風車５（一例としてサボニウス型の風車）と、風車５と連結した発電機６（一例として１００（Ｗ）程度の三相交流発電機）を備えることで、外風によって回転する風車５の回転エネルギーを発電機６によって電力に変換する風力発電を行い、太陽光発電と同じく、発電した電力を蓄電池４に蓄電する構成となっている。また、照明装置１の内部には、風車５の回転数を発電機の発電電圧で検知する電圧検知手段又は、磁極の変化で検知する磁極検知手段を備えることで回転数を検知する回転数検知手段８（一例としてホール素子）を備えている。一方、支柱２には内部に発光ダイオード９（一例として、赤色、青色、緑色の３素子）を設けたことにより周囲を照らす照明部１０と、支柱２の周囲の人を検知する人検知手段１１（一例として赤外線センサ）と、周囲の温度を計測する温度検知手段１２（一例としてサーミスタ）と、周囲の明るさを検知する明るさ検知手段１３（一例として照度センサ）と、照明部１０の照明の動作の制御及び調光を制御できる制御部１４（一例としてマイコンを搭載した制御回路）を備えている。
【００２８】
また、制御部１４により照明部１０の調光を行う方法として、照明部１０の内部に設けられた各色の発光ダイオード９への通電時間を増減させることによって、それぞれの発光ダイオードの光量を変化させることが可能であり、照明の色調を変化させることが可能となっている。上記構成により、日中は太陽光発電及び風力発電により発電した電力を蓄電池４に蓄電し、夜間は風力発電のみ発電しつつ、必要時に照明部１０を点灯させて照明を得る照明装置１となる。
【００２９】
以下に照明の動作について、図２に色彩の変化における風車の回転数との関係のチャートを示して説明する。チャートの横軸には風速における風車の回転数を示し、風速０ｍ／ｓ時の風車が停止している状態２０と、風速２ｍ／ｓ時の風車の回転数２１と、風速４ｍ／ｓ時の風車の回転数２２を示している。また、縦軸は発光ダイオードの発光量を示し、発光ダイオードが消灯している状態２３と、発光ダイオードがフル点灯している状態２４を示す。このとき、風車に風があたり徐々に回転数が徐々に上昇していくと発光制御手段１５Ａは、２１の回転数までは青色の発光ダイオードを徐々に明るく点灯していく。一方、風がやんでくると、風車の回転数が減少していき、発光制御手段１５Ａは、青色の発光ダイオードを徐々に暗くしていき、風車が停止すると、青色の発光ダイオードが消灯する。このように、発光ダイオードは、自然な風の風速の変化により風車の回転数も変化することにより、自然な風の強弱による光量の変化が得られる照明装置を提供することができる。
【００３０】
次に図２を用いて色彩の変化について説明する。
【００３１】
風速２ｍ／ｓ時の風車の回転数２１になると、発光制御手段１５Ａは、青色の発光ダイオードに加えて徐々に緑色の発光ダイオードも徐々に点灯していく、同様に風速２ｍ／ｓ時の風車の回転数２２になると、さらに赤色の発光ダイオードも徐々に点灯していき、風速６ｍ／ｓ時の風車の回転数２５ではすべての発光ダイオードがフル点灯することで照明装置としては白色の光となる。このように風速６ｍ／ｓ以下の風速では、風速の変化に応じて、発光ダイオードの光量及び点灯する素子の組み合わせが変わることでさまざまな色彩の変化を得ることができる。また、選択スイッチ手段１５のスイッチを切り替えることで、点灯する発光ダイオードの順番を変更（例えば、緑、青、赤の順）できるので、ユーザーの好みに応じて色彩の変化を選択することができる。上記のように制御すると、風速の変化に応じて色彩が変化することになり、環境に配慮した創エネルギーの象徴として、モニュメントの価値を高め、環境意識の高揚を図ることができるという効果が得られる。
【００３２】
次に図２、及び図３を用いて温度検出手段で検出した温度による色彩の変化のパターンについて説明する。図３は図２において青色発光ダイオードの点灯順位と、赤色発光ダイオードの発光順位を入れ替えたものである。温度検出手段で例えば２５℃以上と判断した場合には図２の夏モードの点灯パターンを用いて制御部は青色発光ダイオードから点灯させる順番とする。一方、温度検出手段で１０℃以下と判断した場合には、赤色発光ダイオードから点灯させる順番とする。上記のように制御すると、夏の季節には、視覚的に涼しく感じられる青色の光が頻度として多く現れる照明装置となり、逆に、冬の季節には、視覚的に暖かく感じられる赤色の光が頻度として多く現れる照明装置となり、季節感を感じられる光の演出機能を提供することができる。
【００３３】
また、人検知手段にて周囲に人がいることを検知した場合は、３色の発光ダイオードをすべてフル点灯させ、白色の照明で最大の明るさを得ることで、本来の照明機能としての機能を提供できるという効果が得られる。
【００３４】
次に図４を用いて、風車の回転数と、発電機の充電の関係について説明する。風が吹くと風車は回転を始めるが、充電制御切断手段動作時の風車の回転数３１になるまでは、充電回路切断手段７は発電機と蓄電池の接続を切り離して風車から充電しないように制御するかまたは風車と発電機の接続を切り離して風車の回転が発電機に伝わらないように制御する。また、風車の回転数検知手段は磁極検知手段を用いることで、風車に取り付けられた発電機が発電しないことにより、電圧検知手段で発電電圧を検知できなくても、風車の回転数を検知することを可能となる。これにより、微風の場合には蓄電池への充電回路を切断するかまたは風車と発電機の接続を切り離すことで、風車を回転させやすくすることができかつ回転数を検知することが可能になるので、微風状態でも風車の回転数の変化による照明装置の色彩の変化を得られるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる照明装置は、建築物のエントランスに設置する照明装置や街路灯として有用であり、また、山間部や避難場所等の電源が得らない場所に設置する独立電源型の照明装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１      照明装置
２      支柱
３      太陽光パネル
４      蓄電池
５      風車
６      発電機
７      充電回路切断手段
８      回転数検知手段
９      発光ダイオード
１０    照明部
１１    人検知手段
１２    温度検知手段
１３    明るさ検知手段
１４    制御部
１５    選択スイッチ手段
１５Ａ  発光制御手段
２０    風速０ｍ／ｓ時の風車が停止している状態
２１    風速２ｍ／ｓ時の風車の回転数
２２    風速４ｍ／ｓ時の風車の回転数
２３    発光ダイオードが消灯している状態
２４    発光ダイオードがフル点灯している状態
２５    風速６ｍ／ｓ時の風車の回転数
３１    充電制御切断手段動作時の風車の回転数
【図１】
2011081987.tif 000003
【図２】
2011081987.tif 000004
【図３】
2011081987.tif 000005
【図４】
2011081987.tif 000006
【図５】
2011081987.tif 000007