(57)【要約】【課題】その地域におけるその日の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。【解決手段】照明器具１０は、太陽電池１２と、太陽電池１２により発電した電力を蓄える蓄電池１６と、蓄電池１６から電力を取り出し点灯する照明装置１３と、蓄電池１６の充放電および照明装置１３の点灯を制御する制御装置１５と、制御装置１５に設置地域を設定する手段である設置地域設定部２５と、を備え、地域別の日の長さと日の入り時刻との相関データを予め記憶させておき、太陽電池１２の出力状態を検知し、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、その計測時間と設置地域とに基づいて、照明装置１３の点灯から消灯もしくは調光となる照明制御時間を可変とする。【選択図】図２
2011129472.tif 000002
【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、
前記制御装置に設置地域を設定する手段と、
を備え、
地域別の日の長さと日の入り時刻との相関データを予め記憶させておき、前記太陽電池の出力状態を検知し、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設置地域とに基づいて、前記照明装置の点灯から消灯もしくは調光となる照明制御時間を可変とする照明器具。
【請求項２】
前記地域別の日の長さと日の入り時刻との相関データにおいて、同一の日の長さで日の入り時刻が複数存在する場合に、その中間の日の入り時刻を登録する請求項１に記載した照明器具。
【請求項３】
前記計測時間を複数日記憶させ、当日以前の前記計測時間との長短の傾向から季節を判定し、参照する相関データを決定する請求項１または２に記載した照明器具。
【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、太陽電池を電力供給ユニットに備え、太陽電池が発電した電力によりＬＥＤ光源を点灯させるようにしたものがある（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。
【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、その地域におけるその日の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、前記制御装置に設置地域を設定する手段と、を備え、地域別の日の長さと日の入り時刻との相関データを予め記憶させておき、前記太陽電池の出力状態を検知し、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設置地域とに基づいて、前記照明装置の点灯から消灯もしくは調光となる照明制御時間を可変とする。
【０００９】
本発明においては、太陽電池の出力の値により、その日の日照時間が得られ、予め記憶されている地域別の日照時間と日の入り時刻との相関関係により絶対時刻が算出され、算出された絶対時刻に合わせて照明制御時間が可変設定される。
従って、本発明においては、その地域におけるその日の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、前記地域別の日の長さと日の入り時刻との相関データにおいて、同一の日の長さで日の入り時刻が複数存在する場合に、その中間の日の入り時刻を登録する。
【００１１】
本発明において、日照時間は、例えば夏至から冬至までと、冬至から夏至までとの期間でほぼ反転することになる。そのため、日照時間が同じであっても日の入り時刻は異なるために、双方の日の入り時刻の中間の時刻を相関データとして登録することにより日の入り時刻の誤差を少なくして最適な照明制御時間を設定することができる。
【００１２】
本発明に係る照明器具は、上記照明器具において、前記計測時間を複数日記憶させ、当日以前の前記計測時間との長短の傾向から季節を判定し、参照する相関データを決定する。
【００１３】
本発明において、日照時間は、例えば夏至から冬至までと、冬至から夏至までとの期間でほぼ反転することになる。そのため、前日、前々日といった過去の計測時間を記憶しておき、過去の計測時間と当日の計測時間とを比較して長短の傾向からどの季節の変わり目なのかを判定し、いずれの相関データから日の入り時刻を参照するかを決定することにより時期に最適な照明制御時間を誤差なく設定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の照明器具によれば、太陽電池の出力の値により、その日の日照時間が得られ、予め記憶されている地域別の日照時間と日の入り時刻との相関関係により絶対時刻が算出され、算出された絶対時刻に合わせて照明制御時間が可変設定される。
これにより、本発明の照明器具によれば、その地域におけるその日の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。
【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日照時間が同じで日の入り時刻が異なる時期の設定を説明するタイミングチャート
【図４】図１の照明器具における季節の変わり目の時期の設定を説明する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、設置地域設定部２５と、演算処理・制御部２６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２６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２６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２６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２６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。
【００２０】
照明制御時間設定部２４は、予め定められた地域の例えば１年間（３６５日）の日照時間および日の入り時刻を基準時間としてデータテーブルに格納している。設置地域設定部２５は、切換えスイッチ等であって、切換えにより照明制御時間設定部２４の格納データの中から、設置される地域の日照時間および日の入り時刻が取り出されて、設置される地域の日照時間および日の入り時刻が演算処理・制御部２６に転送される。演算処理・制御部２６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２６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２６は、予め記憶されている地域別の日照時間と日の入り時刻との相関関係により絶対時刻を算出し、算出した絶対時刻に合わせて照明点灯制御部１９を作動させることにより照明制御時間を可変設定する。
なお、データテーブルは、１年間のデータとして３６５日（毎日）のデータでなくともよく、数日毎のデータでもよい。
【００２１】
図３に示すように、例えば、秋の日Ａにおいて、時刻ｔ１１に日の出があり、時刻ｔ１２に日の入りがあると、その日は時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの日照時間Ｔ１１になる。一方、例えば、春の時期の日Ｂにおいて、秋よりも遅い時刻ｔ１３に日の出があり、秋よりも遅い時刻ｔ１４に日の入りがあると、その日は時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までが日照時間Ｔ１２になり、日照時間Ｔ１１と日照時間Ｔ１２とは同一の時間になる。しかし、秋の日Ａの日の入り時刻ｔ１２と春の日Ｂの日の入り時刻ｔ１４とは同一時刻ではなく異なるために、演算処理・制御部２６は、秋の日Ａの日の入り時刻ｔ１２と春の日Ｂの日の入り時刻ｔ１４との中間の時刻ｔ１５を相関データとして登録している。
【００２２】
図４に示すように、当日Ｃにおいて、時刻ｔ１５に日の出があり、時刻ｔ１６に日の入りがあると、その日は時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの日照時間Ｔ１３になる。当日Ｃの前日の日Ｄにおいて、時刻ｔ１７に日の出があり、時刻ｔ１８に日の入りがあると、その日は時刻ｔ１７から時刻ｔ１８までの日照時間Ｔ１４になる。当日Ｃの２日前の日Ｅにおいて、時刻ｔ１９に日の出があり、時刻ｔ２０に日の入りがあると、その日は時刻ｔ１９から時刻ｔ２０までの日照時間Ｔ１５になる。当日Ｃの３日前の日Ｆにおいて、時刻ｔ２１に日の出があり、時刻ｔ２２に日の入りがあると、その日は時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの日照時間Ｔ１６になる。当日Ｃの４日前の日Ｇにおいて、時刻ｔ２３に日の出があり、時刻ｔ２４に日の入りがあると、その日は時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの日照時間Ｔ１７になる。このように、４日前の日Ｇから当日Ｃまでの比較により、日照時間Ｔ１７、日照時間Ｔ１６、日照時間Ｔ１５、４日照時間Ｔ１４、日照時間Ｔ１３と徐々に長くなることに基づいて、演算処理・制御部２６は、季節が冬至から夏至に移行する変わり目の時期であると認識して、いずれの相関データから日の入り時刻を参照するかを決定する。
【００２３】
次に、照明器具１０の制御動作について説明する。図５に示すように、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、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、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２６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）。
【００２４】
このとき、演算処理・制御部２６には、設置地域設定部２５により切換えられた地域の日照時間および日の入り時刻が選択設定されており、演算処理・制御部２６は、照明制御時間設定部２４により設定されている地域の１年間（３６５日）の日照時間および日の入り時刻の基準時間とその日の日照時間（計測時間）との差を算出（Ｓ１０３→Ｓ１０４）し、当日の日照時間に対応する日の入り時刻を選び出し、選び出された日の入り時刻から消灯（調光）に切換えるまでの照明制御時間を算出設定する（Ｓ１０５→Ｓ１０６）。消灯（調光）に切換える時刻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、消灯時刻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）。
【００２５】
なお、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。
【００２６】
本発明の一実施形態の照明器具１０では、太陽電池１２の出力の値により、その日の日照時間が得られ、予め記憶されている地域別の日照時間と日の入り時刻との相関関係により絶対時刻が算出され、算出された絶対時刻に合わせて照明制御時間が可変設定される。
従って、本発明の一実施形態の照明器具１０では、その地域におけるその日の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。
【００２７】
本発明の一実施形態の照明器具１０では、日照時間は、例えば夏至から冬至までと、冬至から夏至までとの期間でほぼ反転することになる。そのため、日照時間が同じであっても日の入り時刻は異なるために、双方の日の入り時刻の中間の時刻を相関データとして登録することにより日の入り時刻の誤差を少なくして最適な照明制御時間を設定することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態の照明器具１０では、日照時間は、例えば夏至から冬至までと、冬至から夏至までとの期間でほぼ反転することになる。そのため、前日、前々日といった過去の計測時間を記憶しておき、過去の計測時間と当日の計測時間とを比較して長短の傾向からどの季節の変わり目なのかを判定し、いずれの相関データから日の入り時刻を参照するかを決定することにより時期に最適な照明制御時間を誤差なく設定することができる。
【００２９】
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】
【００３０】
１０  照明器具
１２  太陽電池
１３  照明装置
１５  制御装置
１６  蓄電池
２５  設置地域設定部（設置地域を設定する手段）
【図１】
2011129472.tif 000003
【図２】
2011129472.tif 000004
【図３】
2011129472.tif 000005
【図４】
2011129472.tif 000006
【図５】
2011129472.tif 000007
【図６】
2011129472.tif 000008
【図７】
2011129472.tif 000009