(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を本体に装着した照明システムであって、
前記複数の光源を点灯するための電力を発生する太陽電池パネルと、
前記複数の光源のそれぞれに対応して設けられ、前記太陽電池パネルからの電力を蓄電する複数の蓄電手段と、
太陽光を検出したか否かを検出する太陽光検出手段と、
前記複数の蓄電手段の蓄電量に基づいて点灯時間を算出する蓄電量算出手段と、
通常時に街路灯として使用するための街路灯モードと、災害時に照明装置として使用するための災害モードとを設定するためのモード設定手段と、
前記太陽光検出手段によって太陽光が検出されたときに前記太陽電池パネルからの電力で前記各蓄電手段を充電し、太陽光を検出しなくなったとき、前記モード設定手段によって街路灯モードが設定されていることに応じて、前記各蓄電手段からの電力で前記複数の光源を同時に点灯させ、災害モードが設定されていることに応じて、前記蓄電量算出手段で算出された蓄電量に応じた点灯可能な時間のうち、所定の時間は前記複数の光源の全てを点灯し、残りの時間は前記複数の光源の点灯数を削減するかあるいは前記複数の光源が点滅するように制御する点灯制御手段とを備える、照明システム。
【請求項２】
さらに、商用電源から直流電圧を出力する商用電源手段を含み、
前記点灯制御手段は、太陽光を検出しなくなり、かつ前記蓄電池の蓄電量が少なくなったことに応じて、前記商用電源からの直流電圧で前記蓄電手段を充電する、請求項１に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は照明システムに関し、特に、太陽電池パネルからの電力で蓄電池を充電し、その充電した電力で光源を点灯させる照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や崩落事故などの災害現場においては、生存者を速やかに探索救助する必要があり、特に、夜間や地下室などの暗所においては災害が発生したときには、災害現場を広範囲に照明する投光器が必要になる。民生分野において常時照明の必要のない暗所には、商用電源のコンセントを設置していないケースも多く、設備点検などの場合には、懐中電灯による照明が一般的である。
【０００３】
地震などの災害時には、停電が発生したり、商用電源の引込口まで離れていることなどにより、投光器で照明するにしてもケーブルによる引き回しに限界がある。このため、一般的に商用電源を使えない場合が多い。また、エンジン駆動の発電装置においては災害現場が閉鎖空間内である場合には、排ガス・騒音の点で使用できない場合などの多くの問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、救援活動中や退避行動中に懐中電灯の照度が突然急激に低下する場合がある。原因としては、電池そのものが性能劣化を起こしている場合や、電池の放電末期になると、急激に電圧低下によるものなどがあるが、現状の技術では回避できない。最悪の場合は照明機能が喪失し、暗闇での救助活動に伴い二次災害を引き起こす要因になりかねない。このため、災害現場における照明において、電池容量（残量）を確保しながら最低限照度を保つことが要求されている。
【０００５】
また、最近はクリーンエネルギ性とともに、騒音の点で太陽電池が注目され、昼間は太陽電池で発電された電力で蓄電池を充電し、夜間あるいは暗所において蓄電池に充電された電力で街路灯を点灯する方法が用いられている。このような照明装置は、公園や住宅地に設置するときに、商用電源からの電線を配線する必要がないため、地中配線工事のための道路掘削を不要にできる利点がある。
【０００６】
しかしながら、太陽電池は、雨天の場合には、発電能力が極端に低下し、充分な発電量が期待できないため、照明のための消費電力より、はるかに大容量の発電能力の有する太陽電池を設置しなければ常夜灯として街路を照らすための蓄電量は期待できない。このため、場合によっては、途中で街路灯を点灯できなくなってしまうおそれを生じる。
【０００７】
このように雨天が続くことにより蓄電池に十分充電できなかった場合には、照明途中から十分な光量を得ることができず、場合によっては全く点灯できなくなってしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、主に太陽電池からの電力を蓄電して光源を点灯する場合において、事前にその時点の蓄電量を把握して、照明光量と照明時間とを制御しながら設定時間の間点灯させることが可能な照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、複数の光源を本体に装着した照明システムであって、複数の光源を点灯するための電力を発生する太陽電池パネルと、複数の光源のそれぞれに対応して設けられ、太陽電池パネルからの電力を蓄電する複数の蓄電手段と、太陽光を検出したか否かを検出する太陽光検出手段と、複数の蓄電手段の蓄電量に基づいて点灯時間を算出する蓄電量算出手段と、通常時に街路灯として使用するための街路灯モードと、災害時に照明装置として使用するための災害モードとを設定するためのモード設定手段と、太陽光検出手段によって太陽光が検出されたときに太陽電池パネルからの電力で各蓄電手段を充電し、太陽光を検出しなくなったとき、モード設定手段によって街路灯モードが設定されていることに応じて、各蓄電手段からの電力で複数の光源を同時に点灯させ、災害モードが設定されていることに応じて、蓄電量算出手段で算出された蓄電量に応じた点灯可能な時間のうち、所定の時間は複数の光源の全てを点灯し、残りの時間は複数の光源の点灯数を削減するかあるいは複数の光源が点滅するように制御する点灯制御手段とを備える。
【００１０】
したがって、照明光量と照明時間とを制御しながら設定時間の間点灯させることが可能になる。
【００１１】
好ましくは、商用電源から直流電圧を出力する商用電源手段を含み、点灯制御手段は、太陽光を検出しなくなり、かつ蓄電池の蓄電量が少なくなったことに応じて、商用電源からの直流電圧で蓄電池を充電する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、主に太陽電池からの電力を蓄電して光源を点灯する場合において、事前にその時点の蓄電量を把握して、照明光量と照明時間とを制御しながら設定時間の間点灯させることが可能になるので、光量が低下しても全く点灯できなくなるおそれを解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態における照明システム１０の外観斜視図であり、図２は図１に示した照明システム１０に装着されている発光体ユニット１１の内部の断面構造を示す図である。
【００１５】
図１において、照明システム１０は、太陽電池パネル３と、本体フレーム２０内に着脱自在に装着されている６個の発光体ユニット１１，１２…１６とを含む。発光体ユニット１１，１２…１６は、例えば正方形の平面形状に形成されていて、内部に冷陰極管を内蔵している。図２に示す発光体ユニット１１は、前面側に光源２１が設けられており、光源２１の背面側に蓄電池４１と切換制御部５１とが設けられている。他の発光体ユニット１２〜１６も同様にして構成されている。
【００１６】
太陽電池パネル３は太陽光に基づいて電力を発生する。蓄電池４１は太陽電池パネル３で発電された電力により充電される。切換制御部５１は、太陽電池パネル３の発電出力に基づいて蓄電池４１を充電したり、蓄電池４１に充電された電力で光源２１が発光するように切換制御を行う。
【００１７】
光源２１と、蓄電池４１と、切換制御部５１は、フレーム６によって周囲が囲まれている。フレーム６は前フレーム６１と、後フレーム６２とに分割されている。前フレーム６１は光源２１からの光を前方に照射できるように中央部がくり抜かれている。なお、前フレーム６１の側面には、照明システム１０に装着したとき、本体フレーム２０と電気的に接続するための図示しない端子が設けられている。
【００１８】
図３は照明システム１０のブロック図である。図３において、照明システム１０は本体フレーム２０に収納されている太陽光検出部３１と、商用電源部３２と、充電量算出部３３と、点灯制御部３４と、モード設定部３５とを含む。図３に示した光源２１，２２…２６と、蓄電池４１，４２…４６と、切換制御部５１，５２…５６は、図１に示した発光体ユニット１１，１２…１６にそれぞれ内蔵されている。
【００１９】
太陽電池パネル３からの出力は、太陽光検出部３１に与えられる。太陽光検出部３１は太陽電池パネル３の出力に基づいて、太陽光を検出するものであり、その検出出力は切換制御部５１，５２…５６に与えられる。切換制御部５１，５２…５６は、太陽光検出部３１によって太陽光が検出されると、太陽電池パネル３からの電力で複数の蓄電池４１，４２…４６を充電するように切換える。
【００２０】
また、切換制御部５１，５２…５６は、太陽光検出部３１によって太陽光が検出されなくなると、夜間あるいは地下室などの暗所であると判断して、蓄電池４１，４２…４６の電力を光源２１，２２…２６に出力する。
【００２１】
商用電源部３２は、雲天あるいは雨天などにより太陽電池パネル３から十分な電力が得られなかったり、蓄電池４１，４２…４６の蓄電量が少なくても近くに商用電源の引込口がある場合に、商用電源から得た直流電圧で光源２１，２２…２６を点灯したり、あるいは必要に応じて蓄電池４１，４２…４６を充電する。商用電源部３２は、ＡＣ１００Ｖの商用電源を例えば２４Ｖに降圧して直流電圧に変換し、出力された直流電圧は切換制御部５１，５２…５６に与えられる。
【００２２】
蓄電池４１，４２…４６の出力である蓄電量は、充電量算出部３３に与えられる。充電量算出部３３は各蓄電池４１，４２…４６から与えられる充電電圧により、充電量を算出して点灯制御部３４に与える。点灯制御部３４は、算出した充電量が所定値以上であれば、各発光体ユニット１１，１２…１６の光源２１，２２…２６を点灯し、充電量が所定値に達していなければ、光源２１，２２…２６のうちのいずれかを消灯する。
【００２３】
モード設定部３５は、発光システム１０を街路灯として用いる街路灯モードと、災害時に設定される災害モードと、充電量に応じて点灯する２灯点灯モードおよび１灯点灯モードと、フラッシュ点灯させるフラッシュ点灯モードなどを設定する。
【００２４】
図４〜図８は、この発明の一実施形態の動作を説明するための図であり、図４は街路灯モードでの点灯状態を示し、図５は災害モードでの点灯状態を示し、図６は２灯点灯モードでの点灯状態を示し、図７は１灯点灯モードでの点灯状態を示し、図８はフラッシュ点灯モードでの点灯状態を示す。
【００２５】
次に、この発明の一実施形態の具体的な動作について説明する。各発光体ユニット１１，１２…１６は、昼間であれば太陽電池パネル３からの電力により、各蓄電池４１，４２…４６を共通的に充電している。
【００２６】
モード設定部３５により街路灯モードを設定して、照明システム１０を街路灯として使用するときは、点灯制御部３４がモード設定部３５で設定されたモードに応じて、各切換制御部５１，５２…５６を切換えて各発光体ユニット１１，１２…１６の各蓄電池４１，４２…４６からの電力をそれぞれの光源２１，２２…２６に与えて点灯させる。各発光体ユニット１１，１２…１６の各蓄電池４１，４２…４６から充電量が充電量算出部３３に与えられ、各蓄電池４１，４２…４６の充電量が算出される。
【００２７】
点灯制御部３４は算出された充電量に基づいて、蓄電池４１，４２…４６の充電量が所定値以上であれば、図４（Ｂ）に示すように、各発光体ユニット１１，１２…１６の光源２１，２２…２６を点灯する。光源２１，２２…２６が点灯することにより、蓄電池４１，４２…４６の充電量は図４（Ａ）に示すように時間の経過とともに減少する。
【００２８】
もし、蓄電池４１，４２…４６の充電量が所定値よりも低ければ、充電量算出部３３は現在の充電量で夜間あるいは暗所での間、点灯可能な光源２１，２２…２６の数を算出する。例えば、太陽電池パネル３の発電能力が９０Ｗであるとすると、日照時間が１０時間であれば９００Ｗを発電できるとする。一方、光源２１，２２…２６の消費電力が１０Ｗ×６＝６０Ｗであるとすると、６個の蓄電池４１，４２…４６が全て満充電状態では、１５時間点灯できることになる。
【００２９】
日照不足により、太陽電池パネル３の発電量が低下していて、蓄電池４１，４２…４６の充電量が満充電状態の半分の４５０Ｗしかない場合、満充電状態に比べて半分の７．５時間しか光源２１，２２…２６を点灯することができず、その後は消灯してしまう。そこで充電量算出部３３は、充電量が満充電状態に比べて半分しかないことを算出すると、点灯制御部３４は光源２１，２２…２６のうちの半分の３個の光源のみを点灯させる。
【００３０】
モード設定部３５により、災害モードが設定されていると、初期は災害復旧のために災害現場を明るく照明するために、図４に示した街路灯モードと同様にして、図５（Ｂ）に示すように、蓄電池４１，４２…４６の満充電状態の電力で６つの光源２１，２２…２６が点灯するように制御する。しかし、蓄電池４１，４２…４６が完全に放電してしまうと、照明機能が喪失し災害現場から退避するときに暗闇になってしまう。
【００３１】
これを避けるために、図５（Ａ）に示すように蓄電池４１，４２…４６の充電量が所定値Ｐ１以下になれば、非常灯のように発光量が少なくとも点灯できるように、図５（Ｂ）に示す期間Ｔは、例えば光源２１の１灯のみが点灯するよう点灯制御部３４により制御する。
【００３２】
したがって、この実施形態によれば、災害モードにおいて蓄電池４１，４２…４６に充電されている電力で可能な限りすべての光源２１，２２…２６を点灯させ、図５（Ａ）に示すように蓄電池４１，４２…４６の充電量が所定値Ｐ１以下になれば、１つの光源２１のみを点灯させることで、非常灯として機能させることができ、退避時にも足元を照明することができる。
【００３３】
２灯点灯モードでは、図６（Ａ）に示すように２灯点灯可能な充電量が、例えば２個の蓄電池４１，４２に充電されていれば、図６（Ｂ）に示すように、例えば２つの光源２１，２２を点灯する。
【００３４】
１灯点灯モードでは、図７（Ａ）に示すように１灯点灯可能な充電量が、例えば蓄電池４１に充電されていれば、図７（Ｂ）に示すように、例えば１つの光源２１を点灯する。
【００３５】
フラッシュ点灯モードでは、図８（Ａ）に示すように例えば１個の蓄電池４１の充電量が少ない場合であっても、図８（Ｂ）に示すように一定間隔あるいはランダムな間隔で各光源２１，２２…２６をフラッシュで点灯させる。フラッシュ点灯では常時照明できないが、例えば避難路などに設置しておけば、災害現場から退避するときに障害物の有無などの判断が可能になる。
【００３６】
図９は発光体ユニットに含まれる光源の他の例を示す図である。図２および図３に示した光源２１〜２６は冷陰極管を用いたのに対して、この実施形態の光源９０は多数の発光ダイオード９３をフレーム９１内に配列するとともに、フレーム９１内には反射板９２を配置したものである。発光ダイオード９３は高輝度タイプのものを用いることで、冷陰極管とほぼ同様の光量を得ることができ、しかも寿命を長くできる利点がある。
【００３７】
なお、発光ダイオード９３に代えて白熱ランプを使用してもよい。
【００３８】
図１０はこの発明の一実施形態における照明システムの設置例を示す図である。この例では図１に示した照明システム１０を防犯灯として利用するものである。照明システム１０は地上に建てられたポール８０の先端に取付けられる。このように照明システム１０を防犯灯として用いた場合、雲天続きで蓄電池４が満充電でない状態であっても光量が少なくても点灯が可能になるので、防犯灯としての機能を十分発揮することができる。この例において太陽電池パネルのみを、太陽に向くように分離して配置してもよい。
【００３９】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明の照明システムは、街路灯として利用できるばかりでなく、災害発生時に災害復旧のための非常灯として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の一実施形態における照明システムの外観斜視図である。
【図２】図１に示した照明システムに装着されている発光体ユニットの内部の断面構造を示す図である。
【図３】照明システムのブロック図である。
【図４】この発明の一実施形態における照明システムの街路灯モードでの点灯動作を説明するための図である。
【図５】この発明の一実施形態における照明システムの災害モードでの点灯動作を説明するための図である。
【図６】この発明の一実施形態における照明システムの２灯点灯モードでの点灯動作を説明するための図である。
【図７】この発明の一実施形態における照明システムの１灯点灯モードでの点灯動作を説明するための図である。
【図８】この発明の一実施形態における照明システムのフラッシュ点灯モードでの点灯動作を説明するための図である。
【図９】発光体ユニットに含まれる光源の他の例を示す図である。
【図１０】この発明の一実施形態における照明システムの設置例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
６  フレーム、１０  照明システム、１１，１２…１６  発光体ユニット、２０  本体フレーム、２１，２２…２６  光源、３  太陽電池パネル、３１  太陽光検出部、３２  商用電源部、３３  充電量算出部、３４  点灯制御部、３５  モード設定部、４１，４２…４６  蓄電池、５１，５２…５６  切換制御部、６１  前フレーム、６２  後フレーム、８０  ポール、９２  反射板、９３  発光ダイオード。
【図１】
0004829574.tif 000002
【図２】
0004829574.tif 000003
【図３】
0004829574.tif 000004
【図４】
0004829574.tif 000005
【図５】
0004829574.tif 000006
【図６】
0004829574.tif 000007
【図７】
0004829574.tif 000008
【図８】
0004829574.tif 000009
【図９】
0004829574.tif 000010
【図１０】
0004829574.tif 000011