(57)【要約】本発明は、電気製品のための光電池システムであり、電気製品のための光電池システムであり：外層と内層を持つエネルギ濃縮装置であって、前記外層が入射電磁気放射を前記エネルギ濃縮装置へ集めるように適合され、及び前記内層が電磁気放射を、前記電磁気放射前記エネルギ濃縮装置内に濃縮されるように適合される、エネルギ濃縮装置と；場合により、前記エネルギ濃縮装置と結合するソーラーセルであって、前記エネルギ濃縮装置で濃縮された光を前記ソーラーセルの方向に方向付けされ、及び前記ソーラーセルが、前記電気製品の電源として作用するように適合される、ソーラーセルと；前記エネルギ濃縮装置の前記外層が前記電気製品の外表面の一部を形成し；及び前記エネルギ濃縮装置の前記内層が前記電気製品の電気的又は機械的コンポーネントを収容する空洞の周りに形成され；及び前記エネルギ濃縮装置が、前記エネルギ濃縮装置を通る光を前記空洞の少なくとも一部の周りに反射するように構成されている、光電池システム。
2012513114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気製品のための光電池システムであり：
外層と内層を持つエネルギ濃縮装置であって、
前記外層が入射電磁気放射を前記エネルギ濃縮装置へ集めるように適合され、及び
前記内層が電磁気放射を、前記電磁気放射が前記エネルギ濃縮装置内に濃縮されるように適合される、エネルギ濃縮装置と；
場合により、前記エネルギ濃縮装置と結合するソーラーセルであって、
前記エネルギ濃縮装置で濃縮された光を前記ソーラーセルの方向に方向付けされ、及び前記ソーラーセルが、前記電気製品の電源として作用するように適合される、ソーラーセルと；
前記エネルギ濃縮装置の前記外層が前記電気製品の外表面の一部を形成し；及び
前記エネルギ濃縮装置の前記内層が前記電気製品の電気的又は機械的コンポーネントを収容する空洞の周りに形成され；及び
前記エネルギ濃縮装置が、前記エネルギ濃縮装置を通る光を前記空洞の少なくとも一部の周りに反射するように構成されている、光電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光電池システムであり、前記ソーラーセルが前記空洞内に設けられる、光電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の光電池システムであり、請求項エネルギ濃縮装置の前記物理的形状が前記空洞の周りのパスに沿って反射させる、光電池システム。
【請求項４】
請求項１に記載の光電池システムであり、前記空洞が、中空の、実質的に円筒形状であり、かつ前記光電池システムが、らせん状パスに沿って配置された複数のソーラーセルを含む、光電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の光電池システムであり、請求項ソーラーセルが、前記エネルギ濃縮装置の前記空洞表面に沿うらせん状パスに沿って配置される、光電池システム。
【請求項６】
請求項４に記載の光電池システムであり、請求項ソーラーセルが、前記エネルギ濃縮装置の前記外層に沿うらせん状パスに沿って配置される、光電池システム。
【請求項７】
請求項１に記載の光電池システムであり、前記エネルギ濃縮装置が、前記電気製品を制御するための前記製品の電子回路と操作可能に結合されるように適合された少なくともひとつの制御ボタンを提供するための少なくともひとつのフィードスルーを含む、光電池システム。
【請求項８】
請求項７に記載の光電池システムであり、請求項フィードスルーが、前記エネルギ濃縮装置からの入射光を前記エネルギ濃縮装置に戻すように反射させるために、金属化される、光電池システム。
【請求項９】
請求項１に記載の光電池システムであり、さらに前記ソーラーセルと結合する電気貯蔵手段を含み、前記ソーラーセルが、前記電気貯蔵手段を介して前記電気製品への電源として作用する、光電池システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の光電池システムであり、さらに光学的カップリング手段を含むペアレントエネルギ濃縮装置を含み、前記光学的カップリング手段が、前記電気製品と光学的に結合するように適合され、前記ペアレントエネルギ濃縮装置が、場合により前記電気製品に結合される際に前記電気貯蔵手段のための追加の電源として作用する、光電池システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の光電池システムであり、前記エネルギ濃縮装置が、少なくとも第一及び第二のエネルギ濃縮装置部分を含み、これらは場合により共に結合される、光電池システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光電池システムであり、前記エネルギ濃縮装置が、前記電気製品の外部表面の、前記空洞と前記エネルギ濃縮装置を通る断面において１８０度よりも広がる、光電池システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光電池システムであり、前記外層が、特定の波長の前記入射電磁気放射を集めるための波長選択性ミラーであり、前記波長選択性ミラーはまた、前記入射電磁気放射の反射板として作用する、光電池システム。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光電池システムを含むセンサ。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光電池システムを含む電気製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気製品のための光電池システム及び光電池システムを含む電気製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、異なる種類の光電池システムが屋外製品用に開発されてきた。例えば家の屋根の上では大規模な平面構造となり、そこでの放射強度は十分高い。
【０００３】
例えば、日本特許出願ＪＰ０７−１３１０５１には、ソーラーパネルの最適化を目的とする光電池システムが開示されている。この目的で従来技術はスタックを使用し、このスタックは、特定の波長の光を集めるための色素を含む樹脂から形成された複数のパネルからなる。特定の波長の光は、それぞれの樹脂ボードの開口端部に隣接して設けられるソーラーセルに案内されている。しかし、屋内製品のための太陽エネルギ利用は、屋外の放射強度レベルに比べて相対的に低い屋内放射レベルによることからいまだ非常に困難である（屋内レベルは、屋外レベルの約１−１０％である）。強度レベルでのこの差を相殺するためには光電池システムの表面領域を拡大することは可能である。しかし、これは費用がかかり、その結果、かかる光電池システムは屋内での多くの応用を見出せない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、前記問題を解決するものであり、低放射条件でも使用可能な、例えば屋内電気製品に電力を供給するために、光電池システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一の側面によれば、本発明は、電気製品のための光電池システムであり：外層と内層を含むエネルギ濃縮装置を含み、前記外層が入射電磁気放射を前記エネルギ濃縮装置に集めるように適合され、前記内層が電磁気放射を、前記電磁波放射が前記エネルギ濃縮装置内に濃縮されるように反射させるように適合され、場合によりソーラーセルが前記エネルギ濃縮装置に結合され、前記エネルギ濃縮装置に濃縮された光が前記ソーラーセルに方向付けされ、前記ソーラーセルが前記電気製品の電力供給源として作用するように適合され、前記エネルギ濃縮装置の前記外層が前記電気製品の外部表面部を形成し、及び前記エネルギ濃縮装置の前記内層が前記電気製品の電気的又は機械的コンポーネントを収容するための空洞の周りに形成され、及び前記エネルギ濃縮装置は、前記空洞の少なくとも一部の周りの前記エネルギ濃縮装置を通じる光を反射するように構成されている。
【０００６】
従って、例えば屋内適用である製品を駆動するために低電磁気放射条件を要求するのみである光電池システムが提供される。前記エネルギ濃縮装置を、製品の一部又は製品の全部分又は前記装置の全外部表面を「スキン」として使用することで、エネルギを集めるために使用することが可能である。
【０００７】
エネルギ濃縮装置は好ましくは、ソーラーセルのための電力生成の効率を改良するために使用される。一般的に、エネルギ濃縮装置の光に暴露される表面はソーラーセルの光に暴露される表面よりも大きい。その結果、エネルギ濃縮装置は光を捕獲し、より濃縮され形で前記ソーラーセルへ供給でき、それによりソーラーセルの数又はソーラーセルの活性領域を減らすことができる。
【０００８】
本発明のひとつの実施態様において、前記内層により反射される電磁気放射は、入射電磁気放射に対応する。
【０００９】
他の実施態様において、前記太陽集光装置は、いわゆる発光太陽集光装置（ＬＳＣ）である。発光太陽集光装置は、平面で光学的に透明又は半透明のシートとして設計される集光器である。このシートはしばしば、例えばガラス、ポリマー等の材料から形成される。前記集光器は、入射太陽光を吸収し、かつより長波長の光を発光する発光材料であるか又は該材料でコーティングされている。
【００１０】
その結果、前記内層で反射された電磁気放射は、入射電磁気放射のエネルギにより生成された電磁気放射に対応するものではあるが、同じ波長である必要はない。
【００１１】
上記議論された実施態様においては、前記内層で反射された電磁気放射は、入射電磁気放射のエネルギから来るものである。
【００１２】
次の点につき留意すべきである。特に前記装置の外部表面の５０％より広い部分が、エネルギ濃縮装置として使用される場合、又は例え前記装置が前記エネルギ濃縮装置と共に伏せて設けられている場合でも、通常ある部分のエネルギ濃縮装置は周りの光に暴露されるであろう。
【００１３】
さらに次の点に留意すべきである。前記装置の７５％の外部表面がエネルギ濃縮装置として使用されるとすると、前記製品のための電力を提供するために周囲の光りを用いる可能性はさらに一段と高まる。このシナリオでは、周囲の光は、前記装置の外部表面へ入射するということが最もあり得る。
【００１４】
光が少なくとも前記空洞回りのパスに沿って反射されるように前記エネルギ濃縮装置を形状化することで、広い角度で入射する光を濃縮し、ひとつ又はそれ以上のソーラーセルに向けることが可能となる。前記ソーラーセルが不透明な表面に伏せて設けられるように前記太陽電池システムが配置されていても、又は前記ソーラーセルがすべての存在する光源から離れるように設けられていても、前記エネルギ濃縮装置の光暴露領域はなお、前記光源からの光のかなりの部分を集め、前記ソーラーセルに輸送することが可能である。
【００１５】
さらには、前記エネルギ濃縮装置が光りを集め、その光を前記空洞回りに向けるので、前記製品でのソーラーセルの特定の位置はそれほど重要ではなくなる。エネルギ濃縮装置を使用することで、すべての放射源の位置／方向に関する前記製品でのソーラーセルの位置の自由度が増える。このことは特に、前記外層が製品の外部表面の大きな部分を占める場合にそうである。
【００１６】
ひとつの実施態様において、前記エネルギ濃縮装置は、前記空洞と前記エネルギ濃縮装置を通る断面で前記製品の外部表面を１８０度以上広がっている。その結果、前記エネルギ濃縮装置が、平面的エネルギ濃縮装置と比べてより広い角度からの暴露により周囲の光をよりよく集めることが可能となる。
【００１７】
ひとつの実施態様において、前記エネルギ濃縮装置は、前記空洞と前記エネルギ濃縮装置を通る断面で前記製品の外部表面を３６０度又は約３６０度広がっている。その結果、前記エネルギ濃縮装置が、さらに周辺光をよりよく集めることが可能となる。
【００１８】
前記エネルギ濃縮装置が前記製品の外部表面の３６０度の実施態様において、前記エネルギ濃縮装置は前記空洞の周りの光を完全に反射するように設けられている。即ち、断面において、前記エネルギ濃縮装置は、前記反射光が前記空洞を３６０度取り囲むように設けられている。その結果、様々な入射方向からの光りを集める作用がさらに高まる。さらに、反射光がソーラーセルに均等に到達する可能性が高まる。
【００１９】
当該技術分野の熟練者においては、本発明で得られる改良が、効率の増加、設計の自由度及び費用削減の間を釣り合わせるために用いられることができることは明らかである。
【００２０】
例えば、入射放射が前記エネルギ濃縮装置により集められ、従って効率が高められる一方、前記エネルギ濃縮装置の一部分は、例えば標識、着色、ボタン等の他の目的のために犠牲となる可能性がある。
【００２１】
ここで議論した電磁気放射は、すべての波長を含み得る。しかし、通常の電気製品のためには電磁気放射は可視光（４００−７００ｎｍ）の範囲又紫外線又は赤外線の範囲内である。
【００２２】
ひとつの実施態様において、前記ソーラーセル又は複数のソーラーセルは、前記空洞内に設けることができる。前記空洞内に前記ソーラーセルを設けることで、前記エネルギ濃縮装置は前記ソーラーセルに物理的保護を提供する。場合により、前記ソーラーセルは、光ファイバにより前記エネルギ濃縮装置と光学的に結合されてよい。これにより、前記ソーラーセルを一緒にしてグループ化し、ひとつの表面上に配置して製造することができる。
【００２３】
好ましくは、前記ソーラーセルは、前記エネルギ濃縮装置の前記内層に光学的透明接着剤又は他の光学カップリングにより取り付けられる。前記ソーラーセルを前記内層に取り付けることにより、前記エネルギ濃縮装置により形成された前記空洞内の電気的又は機械的コンポーネントへ電力を適用するための前記エネルギ濃縮装置を通る供給手段の必要がなくなる。
【００２４】
ひとつの実施態様において、前記エネルギ濃縮装置の物理的形状は、前記空洞の周りに光が反射することができるようなものである。前記エネルギ濃縮装置の物理的形状が前記空洞回りの光を反射させるものであるので、前記空洞はさらに光学手段を必要としない。
【００２５】
ひとつの実施態様において、前記エネルギ濃縮装置は、中空の、実質的に円筒状形状を有する。さらに前記光電池システムは複数のソーラーセルを含み、それらは前記エネルギ濃縮装置の前記空洞に沿ったらせん状パスに沿って配置される。前記外層を通って前記エネルギ濃縮装置に入る光子は、広い入射方向を有し、その結果前記エネルギ濃縮装置を通る同じく広い範囲のパスとなる。ソーラーセル又は前記ソーラーセルに結合する光学カップリングを前記内層に沿うらせん状パスに配置することで、前記光子の数多くの反射が減少し従って効率が高められる。
【００２６】
上記では、完全な円筒形状について明確にしたが、同様の理由付けがまた、平坦部分を持つ又は円形端部を持つ立方形状である円筒状形状についても成り立つ。
【００２７】
他の実施態様において、前記エネルギ濃縮装置は、中空状の実質的円筒状形状、又は該形状を有し、前記光電池システムが複数のソーラーセルを含み、それらが、前記エネルギ濃縮装置の円筒形状の外層に沿うらせんパスに沿って配置される。
【００２８】
当該技術分野の熟練者には次の点は明確であろう。上記実施態様における前記エネルギ濃縮装置を最適に操作するため、前記エネルギ濃縮装置にとっては、光を前記エネルギ濃縮装置に反射して戻す必要がある。上記説明した中空円筒状形状の端部は、好ましくは、例えば金属コーティングにより反射コーティングが設けられているものであり、これによりソーラーセルが設けられていない位置での前記エネルギ濃縮装置からのエネルギの漏れを最小化する。
【００２９】
ひとつの実施態様において、前記内層は鏡面層である。
【００３０】
ひとつの実施態様において、前記外層はプラスチック又はガラス又は波長選択性ミラーであり入射する電磁気放射のある範囲の波長を集め、前記波長選択ミラーがまた、前記入射電磁気放射の反射板ともなる。
【００３１】
ひとつの実施態様において、前記波長選択ミラーは、電磁気放射変換層と組み合わせられる。他の実施態様においては、前記エネルギ濃縮装置は、発光物質、又は該物質でコーティングされている。これらの実施態様により、最もエネルギを持つある波長のみを集め／利用することが可能となる。又は環境条件にマッチする波長のエネルギのみを集め／利用することが可能となる。
【００３２】
ひとつの実施態様において、少なくともひとつのフィードスルーが、少なくともひとつの制御ボタンを提供するために前記エネルギ濃縮装置を通じて形成される。かかる制御ボタンは、前記製品を制御するための前記製品の電子回路に操作可能に結合されるように適合されている。そうすることで、空間がひとつ又はそれ以上の制御ボタンのために提供される。例えば前記エネルギ濃縮装置がリモートコントロールの形状を持つ場合、空間が前記リモートコントロールのための種々の制御ボタンのために提供される。
【００３３】
ひとつの実施態様において、前記フィードスルーの壁は金属化される。これにより、電磁気放射が前記エネルギ濃縮装置の方向に反射され、前記フィードスルーから漏れ出ることはない。
【００３４】
ひとつの実施態様において、前記光電池システムは、センサと結合する。従って、前記光電池システムは、例えば、ビル制御のためのワイヤレスセンサのための電力解決手段に適している。例えばランプのスイッチオン／オフ操作又はエネルギ節約のための明るさ調節のためである。この結合は、ワイヤレス又は有線による結合であってよい。
【００３５】
ひとつの実施態様において、前記光電池システムはさらに、前記ソーラーセルに結合する電力貯蔵手段を含み、前記ソーラーセルは、前記電力貯蔵手段を介して前記電気製品の電源として作用する。これはまた、一例として、前記ソーラーセルに電気的に結合する再充電電池又はスーパーキャパシタを含んでよい。ここで前記ソーラーセルは、前記電池又はスーパーキャパシタを介して前記電気製品の電源として作用する。
【００３６】
ひとつの実施態様において、前記光電池システムはまた、光学結合手段を含むペアレントエネルギ濃縮装置を含む。かかる結合手段は、前記電気製品と、前記ペアレントエネルギ濃縮装置が前記電気製品と光学的に結合される際に前記電力貯蔵手段の追加の電源として作用するように適合されている。一例として、電話装置は太陽光濃縮装置スキンを持ち、さらに又ベースステーション（即ち、ペアレントエネルギ濃縮装置）をかかる太陽光濃縮装置スキンと共に設けられてもよい。前記ベースステーションの前記濃縮装置スキンは、かなり大きくてもよく及び／又は入射太陽光に関してより好ましい位置に決めされていてよい。従って、前記電話装置が前記ベースステーションに置かれる際に、電話装置は前記ベースステーションに光学的に結合されるようになり、従って電力貯蔵手段（即ち電池）への再充電は、前記エネルギ濃縮装置のより広い領域により、ずっと迅速になる。かかるペアレントエネルギ濃縮装置はまた、ひとつ又はそれ以上の電気歯ブラシのためのバスルームのひとつの棚として作用し、電気歯ブラシがその中又は上に置かれる際に、それらは前記ペアレントエネルギ濃縮装置と光学的に結合され、迅速に再充電される。
【００３７】
ひとつの実施態様において、前記エネルギ濃縮装置は、少なくとも第一の及び第二のエネルギ濃縮装置部分により形成される。それらは光学的に共に結合する。従って、これは、２つ又はそれ以上のエネルギ濃縮装置の部品を含んでいてよく、例えば射出成形プロセスの後に共に結合される必要がある。前記結合は、例えば薄い光透過性接着剤等で行うことができる。また、例えばネジ又はクランプ等の機械的結合も部分を結合するために使用され得る。
【００３８】
他の実施態様によれば、本発明は前記光電池システムを含む、（ワイヤレス）センサ又は電気製品に関する。
【００３９】
ひとつの実施態様において、前記電気製品はまた、前記ソーラーセルに電気的に結合した再充電可能な電池を含む。従って前記電池は、前記光電池システムにより再充電可能であり、前記電池は、前記放射強度が無視される場合（例えば夜間）に電源として作用するように適合されている。
【００４０】
本発明の側面は、それぞれが、他の全ての側面と組み合わせることができる。これらの及び他の側面は、以下記載される実施態様を参照することで明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、電気製品のための本発明による光電池システムを示す。
【図２】図２は、本発明の光電池システムで使用されるエネルギ濃縮装置の機能を示す図である。
【図３】図３は、室内電気製品の一例として電気歯ブラシが示される。
【図４】図４は、図３のエネルギ濃縮装置の断面を示す。
【図５】図５は、室内電気製品の他の例としてリモートコントロールが示される。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、電気製品（Ｅ＿Ａ）１０３のための本発明による光電池システム１００を示し、ここで前記システムは、エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１及びいくつかのソーラーセル（Ｓ＿Ｓｓ）１０２を含み、前記ソーラーセルは、前記電気製品（Ｅ＿Ａ）１０３の電源として作用する。前記電気製品は、ひとつの実施態様においては、歯ブラシ、リモートコントロール、コンピュータマウス、センサシステム等である。前記電気製品にはしかし屋外製品も含まれる。
【００４３】
前記ソーラーセル（Ｓ＿Ｓｓ）１０２は、内部的に金属配線を介して、例えば直列に又は並列に又はそれらの組み合わせで結合されていてよい。前記ソーラーセル及び前記電気製品（Ｅ＿Ａ）１０３の結合は、ひとつの実施態様において、それらを電力制御ユニット（例えば過充電抑制）を介して電力貯蔵手段と結合することで実施される。前記電力貯蔵手段は、一例として、電気製品の駆動モータ（例えば電気製品が電気歯ブラシの場合）に結合されて前記電気製品を駆動するか又は、（ミクロ）制御装置に結合されて、例えばＲＦリモートコントロールのワイヤレスインタフェースを駆動するための（ミクロ）制御装置に電力供給する。
【００４４】
図２で示されるように、前記エネルギ濃縮装置（Ｗ＿Ｃ）１０１は、外層２０１及び内層２０２を含む。前記外層は入射電磁放射１０４を前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１へ集め、前記内層は前記入射電磁放射１０４の反射板として作用し、前記入射電磁放射が前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１内で濃縮される。この実施態様においては、前記ソーラーセル（Ｓ＿Ｓｓ）１０２ａ−１０２ｃは前記内層に埋め込まれており、前記電気製品１（Ｅ＿Ａ）１０３の電源として作用する。しかし、これらは前記外層の内側に取り付けられていてもよく、又は前記内層及び外層２０１、２０２の両方に設けられていてもよい。
【００４５】
または、光ガイド又は光カップリングが、前記内層及び／又は外層をそれぞれのソーラーセルと結合するために提供されてもよい。例えば、光ファイバは、前記内層及び／又は外層とそれぞれのソーラーセルとの結合のために提供されてよい。この方法で、前記ソーラーセルは、前記空洞内３０５内にクラスタ化されてもよい。
【００４６】
全ての適切なソーラーセルが、前記電気製品により適用可能である。一例として、前記ソーラーセル１（Ｓ＿Ｓｓ）１０２は、シリコン単結晶セルを含むものと理解されるべきである。前記ソーラーセルの直径は可変である。例えばミリメータレンジ（例えば６ｘ６ｍｍ）及び厚さはミクロレンジ、例えば約２５０μｍである。しかし、これら寸法は、必要なソーラーセルの数と共に電気製品の種類に依存する。例えば前記電気製品を駆動するために要求される電力量である。
【００４７】
電磁気放射は、全ての波長が含まれるが、以下詳細に説明する通常の電気製品については、電磁気放射は通常可視光（４００−８００ｎｍ）の範囲である。しかし、特定の電気製品では、電磁気放射はまた、紫外線又は赤外線領域を含むこともある。
【００４８】
ひとつの実施態様において、前記内層２０２はミラー層であり、例えば金属又は金属コーティング層であり、前記外層２０１は、前記エネルギ濃縮装置の外表面であり、プラスチック又は金属で形成される。図２の実施態様において、前記外層は波長選択性ミラー２０３であり、ある波長の入射電磁気放射、例えば最もエネルギを含む波長を集め、前記波長選択性ミラーはまた、入射電磁気放射の反射板としても作用する。前記波長選択性ミラーはまたさらに、電磁気放射変換層２０４を含むことができる。従って、波長選択性ミラー２０３と電磁気放射変換層２０４との組み合わせにより、例えば赤い光を変換して緑の光に、又は青い光を変換して赤い光にすることが可能となる。従って、太陽からの赤い光は反射されるが、しかし変換された他の色は、前記エネルギ濃縮装置に捕捉され、前記ソーラーセルに向けて反射される。この方法で、もっともエネルギを含む特定の色を濃縮することができる。
【００４９】
エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１の物理的形状は、前記電気製品（Ｅ＿Ａ）１０３の外層の部分を形成する。前記ソーラーセルの配置は好ましくは、この物理的形状に、前記エネルギ濃縮装置内の光の反射が減少するように適合されている。これについては以下より詳細に説明する。
【００５０】
図３は、電気歯ブラシとして示される屋内電気製品の一例が示され、図４は前記電気歯ブラシのための前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１の断面が示される。ここで示すように、前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１は中空円筒状であり、前記ソーラーセル１０２は前記内部表面２０２に取り付けられ、らせん形状になるように取り付けられている。前記外層に入射する光子はすべての角度で入射可能であり、放射源の位置及び／方向と、前記エネルギ濃縮装置の位置及び／方向との間にはなんら決められた関係はない。その結果、前記エネルギ濃縮装置に最初入射する方向はランダムとしてモデル化できる。前記エネルギ濃縮装置内でその後の光のパスは、前記反射層で決められる。前記内層上のらせんパスに沿ってソーラーセルを配置することで、前記ソーラーセル１０２で吸収されるまでの光子の反射回数は減少され、従ってエネルギ効率が増加するであろう。かかるらせん状配列はこの特定の幾何学的形状においては適している。しかし、異なるタイプの幾何学的形状においては異なるソーラーセルの配置が適していることがあり得る。従って、かかる配置には、直線、曲線、Ｖ形状前もって決められた閾値Ｕ形状等があり得る。すべては、前記電気製品の物理的形状に依存する。
【００５１】
さらに、反射板の平均数及びエネルギ損失に依存して、ソーラーセルの数はさらに増加してもよい。ひとつ又はそれ以上のお互いに等しい距離離して設けられたらせん状配置を追加するか、又はお互いに逆方向のらせん状配置を追加することで増加することができる。
【００５２】
図４に記載されている通り、前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１の前記内層及び外層は、前記ソーラーセルがない状態で、前記エネルギ濃縮装置に入射した光のエンドレスパスを表す。従って、入射光は特定の点に集める必要はなく、光子は前記ソーラーセル１０２のひとつに当たるまでそのパスの回りを反射して往復を続けるであろう。図４に示すように、前記内層は空洞３０５を形成し、かかる空洞は、前記電気製品の少なくともいくつかの電子部品を収容し、又は例えばカメラレンズ又は髭剃りの突出部等の電気製品に伴う電子部品を収容するために使用され得る。ここで示されるように、前記電気製品は、前記歯ブラシのための駆動モータ（Ｍ）３０２、再充填可能電池（Ｂ）３０３又はスーパーキャパシタ及び他の電気コンポーネント（Ｅ）３０４を含む。前記再充填可能電池は前記駆動モータ（Ｍ）３０２と、及び前記電池（又はスーパーキャパシタ）に充填エネルギを供給する前記ソーラーセル１０２と結合している。従って、この実施態様では、前記駆動モーター（Ｍ）３０２の電源として直接作用する代わりに、前記ソーラーセルで供給される前記エネルギは前記電池（Ｂ）３０２を充電するために使用される。
【００５３】
ここで示されるように、前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１は、制御ボタン、歯ブラシの場合オン／オフのボタンを提供するために、前記エネルギ濃縮装置を通じるフィードスルー３０１と共に供される。このフィードスルーは、好ましくは、金属化されており、光子が前記エネルギ濃縮装置から漏れでないようにされる。
【００５４】
図５は、屋内電気製品の他の例１０３を示し、この場合リモートコントロールである。らせん状ライン５０１は、前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１のこの物理的形状のための前記ソーラーセルの好ましい配置を示す。ここで示されるように、フィードスルー５０２、５０３は、前記リモートコントロールのための制御ボタンを提供するように作用する。上記の通り、これらのフィードスルーは好ましくはミラーコーティングされており、それにより前記エネルギ濃縮装置内の光子が、これら制御ボタンが位置するエネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１の暴露表面を通じて漏れ出ること抑制する。
【００５５】
光電池システムは、他の電気製品と有線／無線（ワイヤレス）で結合されていてもよい。他の電気製品とは、例えば前記光電池システムであり、センサネットワークにおいてひとつ又はそれ以上のセンサに電力を与える。
【００５６】
本光電池システムはまた、ペアレントエネルギ濃縮装置を含んでいてよい。ここで、前記光電池システムの前記エネルギ濃縮装置は前記ペアレントエネルギ濃縮装置と結合されていてもよい。ここでは例えば前記バスルームのミラー棚の部分が、エネルギ濃縮装置及び／又は光電池システムとして複数の歯ブラシを収容する。かかる有線／無線的な結合は、電力の交換を無線で行うことを可能とする。
【００５７】
エネルギの無線移動の場合、歯ブラシは、ペアレントエネルギ濃縮装置に置かれ従って光学的に結合され、放射収集のための拡大された表面領域によるより迅速な充電をもたらす。
【００５８】
他の例は、本発明の光電池システムをスキンとして設けた電話装置であり、かつエネルギ濃縮装置を持つ前記電話装置のベースステーションである。従って、前記電話装置がベースステーションに置かれると、両方のエネルギ濃縮装置が光学的に結合され、又はカップルし、電池充電速度が前記エネルギ濃縮装置の拡大された表面領域により改良され得る。
【００５９】
ここには示されないが、前記エネルギ濃縮装置（Ｅ＿Ｃ）１０１は少なくとも第一及び第二のエネルギ濃縮装置部分であって、これらは場合により一緒に結合される部分により形成され得る。一例として、図３の前記円筒状のエネルギ濃縮装置は、２つのエネルギ濃縮装置部分により形成される。即ち２つ（又はより多い）の半円筒状が場合により一緒に結合される。図５に示されるリモートコントロールについても同様である。ここでは、ひとつのエネルギ濃縮装置部分が前記リモートコントロールの前側部及び他の部分が前記エネルギ濃縮装置の後側部である。これらは、後で、例えば組み立ての際に例えば透明接着剤を用いて一緒に接着される。またネジ及び／又はクランプ等の機械的結合がこれらの部分を結合するために使用され得る。
【００６０】
開示された実施態様につき具体的な詳細な説明は限定する目的ではなく、本発明の明瞭な及び完全な理解のために説明する目的で記載されている。しかし次の点は理解されるべきである。即ち、当該技術分野の熟練者によって、本発明はここでの詳細な説明とは正確に一致しない他の実施態様において、この開示の範囲及び本質から実質的に外れることなく、実施することができる、ということである。さらに、本明細書の内容において、及び簡潔性及び明瞭性のために、よく知られた装置、回路及び方法・手段の詳細な説明は、不要な詳細や混乱を避けるために省略されている。
【００６１】
請求項中に参照符号を含めることは、単に明瞭にするだけの理由であり、特許請求の範囲の範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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