(57)【要約】【課題】外部電源を特に必要とせず、周囲の明るさにより自動的に点灯、消灯するソーラー照明装置を提供する。【解決手段】ソーラーパネル６と充電部（二次電池）７の電圧をそれぞれ比較器によって比較し、充電部７の電圧がソーラーパネル６の起電力を上回った場合、発光ダイオード素子３に電流を流し、ソーラー照明装置１を点灯させる。【選択図】図３
2009032514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーパネルと、
そのソーラーパネルによって充電される充電部と、
その充電部からの給電を受け発光する発光部と、
前記ソーラーパネルと前記充電部と前記発光部とを制御する制御部と、
周囲の照度を検知する照度検知手段とを備え、
前記制御部は、周囲の照度が所定の値より高い場合は、前記発光部を発光させることなく前記ソーラーパネルによって発生した電力を前記充電部に充電し、周囲の照度が所定の値より低い場合は、前記充電部への充電を停止して、前記発光部を発光させる切替手段を含むことを特徴とするソーラー照明装置。
【請求項２】
前記照度検知手段は、前記ソーラーパネルの起電力の大きさによって、周囲の照度の大きさを検知することを特徴とする請求項１に記載のソーラー照明装置。
【請求項３】
複数の入力信号における電位の大きさを比較することによって出力信号が変化する比較器を備え、
前記切替手段は、その比較器に前記ソーラーパネルと前記充電部との出力信号を入力することによって出力される電気信号に基づき、前記発光部を発光させることなく前記ソーラーパネルによって発生した電力を前記充電部に充電する、または、前記充電部への充電を停止して、前記発光部を発光させることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラー照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソーラーパネルによって得た電力を用いて発光するソーラー照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、ソーラーパネルを用いて、一定の期間で点灯と消灯を切り替える照明装置が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５１３２０
【０００４】
また、従来技術として、ソーラーパネルと明度センサを用いて、所定の照度より低い場合に自動的に点灯する発光器が提案されている。
【０００５】
【特許文献２】特開２００４−２５９５２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来、ソーラーパネルを用いて、自動で点灯、消灯する照明装置は、主に街灯などで用いる大きなサイズのものであり、点灯、消灯の切り替えにタイマーを用いているため、タイマーの基準値が狂ってしまうと周囲が明るくても照明装置が点灯してしまう問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、周囲の照度を検知してその検知した照度に基づき、所定の値より暗い場合は自動で点灯を行い、所定の照度より明るい場合は自動で消灯し、かつソーラーパネルによって発生した電力を充電するソーラー照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のソーラー照明装置は、ソーラーパネルと、そのソーラーパネルによって充電される充電部と、その充電部からの給電を受け発光する発光部と、ソーラーパネルと充電部と発光部とを制御する制御部と、周囲の照度を検知する照度検知手段とを備え、制御部は、周囲の照度が所定の値より高い場合は、発光部を発光させることなくソーラーパネルによって発生した電力を充電部に充電し、周囲の照度が所定の値より低い場合は、充電部への充電を停止して、発光部を発光させる切替手段を含むことを特徴とする。
【０００９】
この特徴により、特別な燃料を用いることが無いため、環境に悪影響を与えないという効果を奏する。また、電源を別に必要としないため、停電の影響を受けることがなく、さらに、充電部の充電時に点灯することが無いため、効率良く電力を利用することができ、利用時の寿命が長くなる。また、点灯、消灯を自動で行うため、街灯等の無人利用も可能となる。
【００１０】
また、本発明のソーラー照明装置は、上記ソーラー照明装置において、照度検知手段は、ソーラーパネルの起電力の大きさによって、周囲の照度の大きさを検知することを特徴とする。
【００１１】
この特徴により、少ない部品点数で照度を検知することができるので、コストダウンを計ることができる。
【００１２】
また、本発明のソーラー照明装置は、上記ソーラー照明装置において、複数の入力信号における電位の大きさを比較することによって出力信号が変化する比較器を備え、切替手段は、比較器にソーラーパネルと充電部との出力信号を入力することによって出力される電気信号に基づき、発光部を発光させることなくソーラーパネルによって発生した電力を前記充電部に充電する、または、充電部への充電を停止して、発光部を発光させることを特徴とする。
【００１３】
この特徴により、回路を単純化できるため、劣悪な環境にも強い照明装置を構成することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係るソーラー照明装置１の外観斜視図である。ソーラー照明装置１は、本体１０１と、その本体１０１に設置された意匠部１０２と、その意匠部１０２を覆う形で本体１０１に装着されたカバー１０３を備える。
【００１５】
本体１０１は、その側面に発光部である発光ダイオード素子（ＬＥＤ）３の点灯と消灯を制御するスイッチ４と、本体１０１に対し１軸線まわりに回転可能に取り付けられた取手部５を備える。スイッチ４の動作については後述する。
【００１６】
また、本体１０１は、その内部に、制御部である基板と、二次電池としての充電部７を備える（図４参照）。基板の動作については後述する。
【００１７】
本体１０１の意匠部１０２が設置された面とは反対側の面（図１において下面）には、図２に示すように複数のソーラーパネル６が分割形態で設置されている。
【００１８】
意匠部１０２は本体１０１の一面（図１において上面）に設置され、意匠部１０２はこの例で円錐または円錐台状をなし、その側面に発光ダイオード素子３が所定の間隔で取り付けられている。
【００１９】
カバー１０３は、その側面が本体１０１の側面を覆う、または本体１０１の側面と同一面になるような箱形の形態をなし、その上面は意匠部１０２を完全に覆う位置（図１において意匠部１０２より上方）に設置される。この実施例では、透明又は半透明のアクリル板を用いてカバー１０３が作られているが、ガラス等他の材質を用いても良い。また、着色された半透明の材質を用いてカバー１０３を作成することで、異なる色の照明装置を作ることも可能である。
【００２０】
図３のようにソーラーパネル６を上に向け、太陽光を照射した場合、ソーラーパネル６は電力を発生する。周囲が所定の照度より明るい場合は、ソーラーパネル６は、基板を介して、充電部７（図４参照）へ充電を行う。周囲が所定の照度より暗い場合は、ソーラーパネル６が充電部７へ充電するだけの電力が発生できなくなり、充電部７が、基板を介して発光ダイオード素子３を点灯させる。この動作によって、周囲の照度によって自動的に消灯、点灯を行うソーラー照明装置が実現できる。
【００２１】
ソーラーパネル６が電力を発生できない状態としては、ソーラー照明装置１を図２の向きで床や台の上に設置する場合、または、吊り下げ状態で悪天候のため発電に必要なだけの太陽光を受けきれない場合等が考えられる。また、例えばこの実施例では、ソーラーパネル６の起電力Ｅ１は例えば８．９Ｖであり、充電部（二次電池）７は例えば１．２Ｖのニッケル水素電池を６本用いているため、起電力Ｅ２は７．２Ｖとなる。
【００２２】
図３に示すように、取手部５を上にし、吊り下げるような形で固定することで、ソーラー照明装置１は周囲の照度によって自動的に消灯、点灯を行う。こうすれば、消灯・点灯の管理を必要としないため、周囲の環境、人件費などの都合で管理者を設けるのが難しい場所の照明に用いることができる。
【００２３】
また、図３からわかるように、取手部５を持って持ち運ぶ際、底面を上部に維持することが容易となっているため、、持ち運びをしながら、充電部７への充電を行うことができる。
【００２４】
なお、本体１０１の取手部５を把持することにより、ソーラーパネル６を上向き、意匠部１０２を下向きにして、ソーラー照明装置１が点灯状態のまま持ち運ぶことが可能となる。
【００２５】
発光ダイオード素子３はスイッチ４によって点灯と消灯の制御を行うことができる。ただし、ソーラーパネル６が電力を発生し、充電部７へ充電可能な状態である場合は、発光ダイオード素子３が点灯可能でないため、スイッチ４の状態に関らず発光ダイオード素子３は消灯状態になる。充電部７へ充電可能な状態である場合に、発光ダイオード素子３が点灯可能でなくなる理由は後述する。
【００２６】
以下、本発明の動作を実現する回路について図４に基づき説明する。なお、本文、回路図で用いられている数値は、あくまで実施例における一例であり、本発明はこの数値に限定したものではない。
【００２７】
図４は、本発明の実施形態に係るソーラー照明装置１の回路図である。基板に発光ダイオード素子３、スイッチ４、ソーラーパネル６、充電部（二次電池）７が接続された構成となっており、オペアンプＩＣ１０、ショットキーダイオードＤ１、ツェナーダイオードＤ２、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は基板に実装されている。はじめにソーラーパネル６が充電部（二次電池）７に対して充電を行う場合の動作について述べる。
【００２８】
まず、太陽光を照射されたソーラーパネル６は電力を発生する。このとき、ショットキーダイオードＤ１のアノード側の電位はソーラーパネル６の起電力Ｅ１である８．９Ｖとなり、電流の流れる方向はソーラーパネル６から充電部７へと向かう方向となり、充電部７はソーラーパネル６から充電される。このことから、ソーラーパネル６は周囲の照度を検知する照度検知手段を備えていることがわかる。
【００２９】
オペアンプＩＣ１０は単電源のオペアンプ１０Ａとオペアンプ１０Ｂの二つのオペアンプを搭載したＩＣであり、本発明では比較器として用いられる。オペアンプ１０Ａは、２番ピン１２と３番ピン１３の電位を比較し、その結果を１番ピン１１に出力し、オペアンプ１０Ｂは、５番ピン１５と６番ピン１６の電位を比較し、その結果を７番ピン１７に出力する。
【００３０】
また、８番ピン１８は電源ピンであり、電源ラインとの間にスイッチ４が接続されている。このスイッチ４によってＩＣの動作、停止を制御するため、ソーラー照明装置１が点灯可能な状態である場合に、スイッチ４による点灯・消灯動作が可能となる。４番ピン１４はグランドである。
【００３１】
まず、２番ピン１２と３番ピン１３の電位の大小を比較する。比較の結果、３番ピン１３の電位が２番ピン１２の電位より大きかった場合、１番ピン１１は８番ピン１８と同じ電位で出力される。逆に、２番ピン１２の電位が３番ピン１３の電位より大きかった場合、１番ピン１１は４番ピン１４と同じ電位で出力される。本実施例におけるソーラーパネル６が充電部（二次電池）７に対して充電を行う場合、８番ピン１８の電位はソーラーパネル６の起電力Ｅ１である８．９Ｖであり、４番ピン１４はグランドであるから電位は０Ｖである。
【００３２】
３番ピン１３へは抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とで抵抗分割されたものが入力される。２番ピン１２へは抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ４とで抵抗分割されたものが入力される。２番ピン１２と３番ピン１３の電位に基づき１番ピン１１の電位が求められる。この場合、３番ピン１３の電位が２番ピン１２の電位より高かったので、１番ピン１１の電位は８番ピン１８の電位と同じとなる。
【００３３】
続いて、５番ピン１５と６番ピン１６の電位の大小を比較する。比較の結果、５番ピン１５の電位が６番ピン１６の電位より大きかった場合、比較の結果として７番ピン１７が８番ピン１８と同じ電位となる。逆に、６番ピン１６の電位が５番ピン１５の電位より大きかった場合、比較の結果として７番ピン１７が４番ピン１４と同じ電位となる。
【００３４】
６番ピン１６は抵抗器Ｒ５とツェナーダイオードＤ２（ツェナー電圧：例えば５．１Ｖ）で保護回路が作られている。６番ピン１６の電位はツェナーダイオードＤ２に依存し、本実施例の場合、ツェナー電圧が５．１Ｖのダイオードを用いているので、６番ピン１６の電位は５．１Ｖとなる。
【００３５】
５番ピン１５と６番ピン１６の電位に基づき７番ピン１７の電位が求められる。本実施例では５番ピン１５の電位が６番ピン１６の電位より大きかったので、７番ピン１７の電位は８番ピン１８と同じとなる。
【００３６】
発光ダイオード素子３のカソード側は７番ピン１７に接続されている。本実施例の場合、７番ピン１７の電位は、例えば８．９Ｖとなり、発光ダイオード素子３のアノード側と同じ電位となり、発光ダイオード素子３の両端における電位差が無いため、発光ダイオード素子３に電流は流れず、点灯しない。
【００３７】
以上の各部品の働きによってソーラーパネル６から充電部７への充電がなされる。続いて、周囲が暗くなり、ソーラーパネル６の起電力Ｅ１が減少し、充電部７に蓄えられた電力を用いて発光ダイオード素子３を点灯させる動作について説明する。
【００３８】
まず、２番ピン１２と３番ピン１３の電位の大小を比較する。ソーラーパネル６は発電しておらず、ショットキーダイオードＤ１が充電部７から流れる電流を止める向きに配置されているため、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２に電流は流れない。よって、３番ピン１３の電位Ｅは０となる。
【００３９】
続いて、２番ピン１２について考える。２番ピン１２へは抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ４とで抵抗分割されたものが入力される。２番ピン１２と３番ピン１３の電位に基づき１番ピン１１の電位が求められる。本実施例の場合、２番ピン１２の電位が３番ピン１３の電位より高いとすれば、１番ピン１１の電位は４番ピン１４の電位と同じ０となる。
【００４０】
続いて、５番ピン１５と６番ピン１６の電位の大小を比較する。まず、５番ピン１５は１番ピン１１と接続されているので５番ピン１５の電位は０となる。
【００４１】
６番ピン１６の電位は前述と同様に考えられるので、例えば５．１Ｖとなる。
【００４２】
５番ピン１５と６番ピン１６の電位に基づき７番ピン１７の電位が求められる。本実施例の場合、６番ピン１６の電位が５番ピン１５の電位より高いとすれば、７番ピン１７の電位は４番ピン１４の電位と同じ０となる。
【００４３】
発光ダイオード素子３のアノード側の電位は充電部７の陽極と同じ例えば７．２Ｖであるから、７番ピン１７の電位が０となることで、発光ダイオード素子３の両端に電位差が起こる。電位差が起こることによって、発光ダイオード素子３に電流が流れ、点灯する。つまり、７番ピン１７の出力がソーラーパネルの発電状態によって切り替わり、それが発光部の点灯と消灯を切り替える切替手段となることがわかる。
【００４４】
以上の各部の動作によって、発光ダイオード素子３は充電部７の電力を利用し、点灯する。
【００４５】
本発明によって、周囲が暗くなった場合に自動的に点灯し、周囲が明るくなったら自動的に消灯する照明装置を安価に実現させることができる。また、発光ダイオード素子を用いることにより、消費電力が抑えられ、長期間の点灯が可能となる。例えば、本実施例においては充電作業を行うことなしに８時間の連続点灯を実現した。
【００４６】
また、本発明の実施例は小型のソーラー照明装置について述べているが、街頭照明のような大型のソーラー照明装置にも利用可能である。例えば、街頭照明に利用した場合、単純な回路構成のため、厳しい環境にも強く、また、昼間は自動で消灯し、夜は自動で点灯するため、運営にあたって管理する手間も少ないという効果を奏する。
【００４７】
さらに、ＡＣ電源を用いていないため、災害時などの電気の供給が不安定な場合にも安定して利用することができるソーラー照明装置として用いることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るソーラー照明装置１の外観斜視図。
【図２】図１のソーラー照明装置１を別の角度から見た外観斜視図。
【図３】図１のソーラー照明装置１において、ソーラーパネル６を上面に向けた外観斜視図。
【図４】図１のソーラー照明装置１の回路図。
【符号の説明】
【００４９】
１    ソーラー照明装置
３    発光ダイオード素子
４    スイッチ
５    取手部
６    ソーラーパネル
７    充電部（二次電池）
１０    オペアンプＩＣ
１０Ａ  オペアンプ
１０Ｂ  オペアンプ
１１    １番ピン
１２    ２番ピン
１３    ３番ピン
１４    ４番ピン
１５    ５番ピン
１６    ６番ピン
１７    ７番ピン
１８    ８番ピン
１０１    本体
１０２    意匠部
１０３    カバー
Ｄ１    ショットキーダイオード
Ｄ２    ツェナーダイオード
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５  抵抗器
【図１】
2009032514.tif 000003
【図２】
2009032514.tif 000004
【図３】
2009032514.tif 000005
【図４】
2009032514.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月22日(2007.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ソーラーパネルと、
そのソーラーパネルによって充電される充電部と、
その充電部から給電を受け発光する発光部と、
前記ソーラーパネルと前記充電部と前記発光部とを制御する制御部と、
周囲の照度を検知する照度検知手段とを備え、
前記制御部は、周囲の照度が所定の値より高い場合は、前記発光部を発光させことなく前記ソーラーパネルによって発生した電力を前記充電部に充電し、周囲の照度が所定の値より低い場合は、前記充電部への充電を停止して、前記発光部を発光させる切替手段を含み、
さらに前記充電部を備える本体と、その本体に設置された意匠部と、その意匠部を覆う形で前記本体に設置されたカバーと、前記本体に設けられた取手とを備え、
前記意匠部に前記発光部が設けられ、また前記本体の、前記意匠部が設置された面とは反対側の面に前記ソーラーパネルが設置され、
前記ソーラーパネルを上に向けた状態で太陽光の照射を受けて電力を発生し、また前記取手により吊り下げるような形で固定し、また持ち運ぶことができることを特徴とするソーラー照明装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のソーラー照明装置は、ソーラーパネルと、そのソーラーパネルによって充電される充電部と、その充電部から給電を受け発光する発光部と、ソーラーパネルと充電部と発光部とを制御する制御部と、周囲の照度を検知する照度検知手段とを備え、制御部は、周囲の照度が所定の値より高い場合は、発光部を発光させことなくソーラーパネルによって発生した電力を充電部に充電し、周囲の照度が所定の値より低い場合は、充電部への充電を停止して、発光部を発光させる切替手段を含み、
さらに前記充電部を備える本体と、その本体に設置された意匠部と、その意匠部を覆う形で前記本体に設置されたカバーと、前記本体に設けられた取手とを備え、
前記意匠部に前記発光部が設けれ、また前記本体の、前記意匠部が設置された面とは反対側の面に前記ソーラーパネルが設置され、
前記ソーラーパネルを上に向けた状態で太陽光の照射を受けて電力を発生し、また前記取手により吊り下げるような形で固定し、また持ち運ぶことができることを特徴とする。