JP2006236584A - 太陽電池式照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消灯によって真っ暗闇になることを回避すると共に、人が近づいたときには明るい照度を確保することができるようにした太陽電池式照明装置を提供する。
【解決手段】 太陽電池１２で発生した電力を蓄積する蓄電部１４と、太陽電池の出力に基づいて照度判定を行なう判定部１５と、蓄電部１４から給電される照明部１３と、照明部１３の周辺に配置された人体検知手段１６と、照明部１３の点灯制御を行なう制御部１７とを備え、制御部１７が、判定部１５で判定した照度が所定値以下であって人体検知手段１６が人体を検知していない場合に照明部１３を所定の第一の明るさで点灯させ、人体検知手段１６が人体を検知したとき照明部１３をより明るい第二の明るさで点灯させるように太陽電池式照明装置１０を構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、太陽電池により太陽光を受けて発電した電気を蓄積しておき、夜間及び人が近づいたとき照明部を点灯させるようにした太陽電池式照明装置に関するものである。

従来、太陽電池式照明装置は、太陽光を受けて太陽電池で発生した電荷を蓄電池等の蓄電部に蓄積しておき、夜間等に照明部を点灯させることにより、例えば道路や公園の街灯として利用されるようになってきている。例えば、特許文献１には、太陽電池と、太陽電池により充電される蓄電部と、照度センサーと共に、人を感知するセンサーを備えた照明灯が開示されている。

登録実用新案公報第３０４４３３０号

しかしながら、このような太陽電池式照明装置においては、まだ太陽電池の充電効率が低く、例えば雨天または曇天時には、蓄電部に対して十分な充電を行なうことができなかった。これに対して、照明部による十分な明るさの照明を得るためには、大型の太陽電池を使用する必要があり、コストが高くなってしまうという問題があった。
したがって、コストを抑制するために、比較的小型の太陽電池を使用すると共に、消費電力を節減するために、タイマー回路により照明部の点灯時間を制限したり、照明部の照度を低く抑制したりしていた。あるいは、人体検知手段を隣接して設置することにより、この人体検知手段が人体を検知したときのみ照明部を点灯させるようにしていた（特許文献１参照）。

これにより、照明装置による照度が低い、タイマーによる点灯時間経過後に、照明部が消灯したときは真っ暗闇となったり、人間が人体検知手段の検知範囲に入るまでは消灯したままである等、道路や公園等における歩行者の安全を確保することが困難になってしまうという課題があった。

本発明は、上記課題に点に鑑み、消灯によって真っ暗闇になることを回避すると共に、人が近づいたときには明るい照度を確保することができるようにした、太陽電池式照明装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の太陽電池式照明装置は、太陽電池と、太陽電池で発生した電力を蓄積する蓄電部と、太陽電池の出力に基づいて照度判定を行なう判定部と、蓄電部から給電される照明部と、照明部の周辺に配置された人体検知手段と、照明部の点灯制御を行なう制御部と、を含んでおり、制御部が、判定部で判定された照度が所定値以下であって、人体検知手段が人体を検知していない場合に、照明部を所定の第一の明るさで点灯させると共に、人体検知手段が人体を検知したとき、照明部をより明るい第二の明るさで点灯させることを特徴とする。
上記構成によれば、例えば昼間は、太陽光が太陽電池に入射して太陽電池で発生した電力が蓄電部に蓄積され、この蓄電部が充電される。このとき、判定部で判定された照度が所定値を超えていることから、制御部は照明部を点灯させない。

これに対して、例えば周囲が暗くなると、太陽電池ではあまり電荷が発生せず、蓄電部に充電が行なわれなくなると共に、判定部で判定された照度が所定値以下になるので、制御部は、蓄電部から照明部に給電を行なうことで照明部を第一の明るさで点灯させる。これにより、夜間等に周囲に人がいない場合には、照明部が第一の明るさで点灯される、即ち比較的暗い照明が行なわれる。

ここで、周辺に人が近づくと、人体検知手段がこの人を検知して検知信号を出力し、上記制御部は、照明部を第二の明るさで点灯させる。これにより、夜間等に周囲に人が近づくと、照明部が第二の明るさで点灯される、即ち比較的明るい照明が行なわれる。

このようにして、本発明によれば、例えば昼間において、照度が所定値を超えている場合には、太陽電池から蓄電部に対して充電が行なわれると共に、例えば夜間において、照度が所定値以下になったときには、制御部により照明部が比較的暗く点灯されると共に、人が近づいたときには、制御部により照明部が比較的明るく点灯される。したがって、周囲に人がいない場合には、比較的暗い照明が行なわれることによって消費電力が節減されると共に、人が近づいたときには、比較的明るい照明が行なわれることによって所望の明るさが得られる。

本発明による太陽電池式照明装置は、好ましくは、制御部が、照明部を構成する個々の発光要素の数量により、第一及び第二の明るさを制御する。これによって、点灯する発光要素の数量を増減することで容易に明るさの制御を行なうことができる。

本発明による太陽電池式照明装置は、好ましくは、制御部が、照明部を構成する個々の発光要素への供給電力の調整により、第一及び第二の明るさを制御する。発光要素への供給電力の調整、例えば駆動電圧の調整やディーティ比を調整することで容易に明るさの制御を行なうことができる。

本発明による太陽電池式照明装置は、好ましくは、制御部が、判定部で判定された照度が所定値以下であって人体検知手段が人体を検知しなくなってから、照明部をタイマー回路により所定時間の間第二の明るさで点灯させ、その後第一の明るさに制御する。従って、周囲から人が離れていく際に、人体検知手段の検知範囲から人がいなくなった直後に、照明部が比較的暗くなるのではなく、所定時間の間比較的明るく点灯することになる。

本発明による太陽電池式照明装置は、好ましくは、互いに分散配置された複数個の照明部と、各照明部に隣接する人体検知手段と、各人体検知手段からの検知信号に基づいて、対応する照明部の点灯制御を行なう制御部と、を備えている。したがって、例えば人が各照明部に沿って歩くとき、人の移動に伴って順次に照明部が比較的明るく点灯することになる。

本発明による太陽電池式照明装置は、好ましくは、蓄電部が、太陽電池から逆流防止用の整流ダイオードを介して充電される充電用電池であって、判定部が、太陽電池からの出力電圧の分圧抵抗による分圧電圧をインバータのしきい値と比較して、太陽電池からの出力電圧が所定電圧より低い場合にＨレベルの信号を出力し、人体検知手段が、判定部からＨレベルの信号が入力された状態で人体を検知したとき、検知信号を出力するセンサであって、制御部が、照明部の発光要素への給電をオンオフするための第一及び第二のスイッチ要素とタイマー回路とを備えており、これらの第一及び第二のスイッチ要素に対してそれぞれ互いに異なる抵抗値の抵抗が直列に接続されていて、判定部からＨレベルの信号が入力されたとき第一のスイッチ要素をオンさせると共に、人体検知手段から検知信号が入力されたとき第二のスイッチ要素をオンさせ、かつ、人体検知手段からの検知信号がなくなった後、所定時間だけタイマー回路により第二のスイッチ要素をオンさせる。
上記構成によれば、各要素の動作により、上述した太陽電池式照明装置の作用を実現することができる。

本発明によれば、人が近くにいない場合には照明部を比較的暗く点灯させると共に、人が近づいたときには照明部を比較的明るく点灯させ、さらに人が遠ざかったときには所定時間の間比較的明るく点灯させておくことにより、省電力を図りながら、人が通るときには十分な明るさを確保することができる。
このようにして、本発明によれば、消灯によって真っ暗闇になることを回避すると共に、人が近づいたときには明るい照度を確保することができるようにした、太陽電池式照明装置が提供される。

以下、図面に示した実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
最初に、本発明のによる太陽電池式照明装置の第一の実施形態を説明する。
図１及び図２は本発明による太陽電池式照明装置の第一の実施形態を示している。図１において、太陽電池式照明装置１０は、支柱１１と、太陽電池１２と、照明部１３と、蓄電部１４と、判定部１５と、人体検知手段１６と、制御部１７と、で構成されている。

上記支柱１１は、例えば道路や公園等に直立して設置されており、上端付近に太陽電池１２及び照明部１３が取り付けられると共に、その下端付近の収容部１１ａ内に、上述した蓄電部１４，判定部１５，人体検知手段１６及び制御部１７が収容されるようになっている。

図２は、図１の太陽電池式照明装置の電気的構成を示すブロック図である。上記太陽電池１２は公知の構成であって、その受光パネル（図示せず）に対して太陽光や照明光等の光が入射することにより発電を行ない、電力を発生させるようになっている。ここで、上記太陽電池１２は、例えば１７Ｖ−３Ａのものが使用されている。この太陽電池１２は、上記支柱１１の上端にて太陽光を受けやすいように、やや南向きに傾斜して取り付けられている。

上記照明部１３は、この場合、例えば３列に４０個並んだ、計１２０個の白色ＬＥＤから構成されており、駆動電圧１２Ｖ，最大電流８００ｍＡである。この照明部１３は、上記支柱１１の上端からやや下方にて下向きに光を照射するように取り付けられている。

上記蓄電部１４は、充放電可能な二次電池や電気二重層コンデンサ、または、充放電可能な二次電池及び電気二重層コンデンサを組み合わせた蓄電部を用いることができる。例えば、二次電池としては、１２Ｖ−７０Ａｈの鉛電池が使用されており、上記太陽電池１２で発生した電力が逆流防止用整流ダイオード１４ａを介して蓄積されて充電される。

上記判定部１５は、上記太陽電池１２の出力電圧が印加されることにより、上記太陽電池の出力電圧に基づいて、上記太陽電池１２の周囲の照度を判定して、その判定結果として判定信号Ｓ１を後述する制御部１７に出力する。ここで、上記判定部１５は、例えば照度が所定値以下の場合にＨレベルの判定信号Ｓ１を出力し、照度が所定値を超える場合にはＬレベルの判定信号Ｓ１を出力するようになっている。

上記人体検知手段１６は、例えば人体検出赤外線センサー１６ａであって、周囲の検知範囲内に人が近づいたときそれを検出して、検出信号Ｓ２を出力する。この人体検出赤外線センサー１６ａとしては、焦電検出器を用いることができる。人体検出赤外線センサー１６ａの誤動作の原因としては、自動車などのヘッドライトの照射などがある。このような誤動作を防止するためには、自動車などのヘッドライトからの光が当たらないように、人体検出赤外線センサー１６ａの設置位置やその角度を設定すればよい。

また、この人体検知手段１６としては、人体検出赤外線センサー１６ａの代わりに、電波式センサーを用いることができる。電波式センサーの場合には、自動車などのヘッドライトの照射の影響がない。このような電波式センサーとしては、マイクロ波帯以上の波長の短い電波など好適である。周波数としては１０ＧＨｚ、２４ＧＨ帯が挙げられ、例えば、この周波数帯のドップラーセンサーを用いることができる。

上記制御部１７は、以下のように上記照明部１３の駆動制御を行なうものであり、タイマー回路１７ａを備えている。即ち、上記制御部１７は、周囲が明るく、上記判定部１５からの判定信号Ｓ１がＬレベルの場合には、上記照明部１３を点灯させないようになっている。

また、上記制御部１７は、周囲が暗く、上記判定部１５からの判定信号Ｓ１がＨレベルの場合は上記照明部１３を点灯させる。その際、上記制御部１７は、人体検知手段１６からの検出信号Ｓ１がない場合には、上記照明部１３を比較的暗い第一の明るさで点灯させる。
これに対して、上記制御部１７は、人体検知手段１６からの検出信号Ｓ２がある場合には、上記照明部１３を比較的明るい第二の明るさで点灯させる。
さらに、上記制御部１７は、人体検知手段１６からの検出信号Ｓ２がなくなった時点から所定時間の間は、タイマー回路１７ａにより上記照明部１３を比較的明るい第二の明るさで点灯させる。

ここで、上記制御部１７は、照明部１３を第一の明るさで点灯させる場合は４００ｍＡの駆動電流で、また第二の明るさで点灯させる場合には８００ｍＡの駆動電流で、照明部１３を駆動・点灯させるようになっている。
また、上記制御部１７は、照明部１３を第一の明るさで点灯させる場合は半数のＬＥＤを点灯させ、また第二の明るさで点灯させる場合には全数のＬＥＤを点灯させるようにしてもよい。この際、照明部１３の点灯は直流又はパルスで行うことができる。パルス点灯の場合には、デューティ比の調整、パルス幅を変調するＰＷＭ、或いはパルスの振幅を変調するＰＡＭにしてもよい。照明部１３をパルス点灯する場合には、特に、第一の明るさで点灯させる時間が長いので、直流点灯に比較して照明部１３の消費電力を著しく低減化できる。このため、蓄電部１４により照明部１３を長時間点灯させることができる。

ここで、制御部１７の駆動手段を、蓄電部１４と照明部１３との間に挿入する。この駆動手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータ、定電圧回路、駆動用トランジスタ、ＬＥＤ駆動用集積回路（ＩＣ）などを用いた回路により構成され、蓄電部の電力がＬＥＤに高い効率で変換されるように構成する。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータで、蓄電部１４の満充電時の定格充電電圧と照明部に必要な電圧の変換を行い、照明部１３をＰＷＭによるパルス駆動をすればよい。この場合には、蓄電部１４の電力の照明部１３への電力変換効率を８０〜９０％程度とすることができる。

本発明による太陽電池式照明装置１０は、以上のように構成されており、以下のように動作する。
図３は、太陽電池式照明装置１０の各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャートであり、それぞれ（Ａ）は周囲照度判定信号Ｓ１、（Ｂ）は人体検知手段１６からの検出信号Ｓ２、（Ｃ）は照明部１３のＬＥＤ電流（Ｉ）を示している。図の縦軸はそれぞれの波形の振幅を示し、横軸は時間である。
先ず、昼間は、太陽光が太陽電池１２の受光パネルに入射することで太陽電池１２で発電が行なわれ、電流が逆流防止用整流ダイオード１４ａを介して蓄電部１４に流れる。これにより蓄電部１４が充電される。
このとき、上記判定部１５は、太陽電池１２の出力電圧が十分高いことから、Ｌレベルの判定信号Ｓ１を制御部１７に対して出力する（図３（Ａ）の矢印ａ参照）。したがって、上記制御部１７は照明部１３を点灯させない（図３（Ｃ）の矢印ｂ参照）。

この状態から、日が暮れて周囲が暗くなると、太陽電池１２に太陽光等が入射しなくなるので、太陽電池１２の出力電圧が徐々に低下する。これにより、上記判定部１５は、照度が所定値以下になったとき、即ち太陽電池１２の出力電圧が所定電圧以下になったとき、Ｈレベルの判定信号Ｓ１を制御部１７に出力する（図３（Ａ）の矢印ｃ参照）。

なお、このとき、太陽電池１２から蓄電部１４への電荷の蓄積は行なわれず、また蓄電部１４から電流が太陽電池１２に流れようとしても、逆流防止用整流ダイオード１４ａにより阻止される。
そして、上記制御部１７は、判定部１５からＨレベルの判定信号Ｓ１が入力されると、上記照明部１３を第一の明るさとなるようにＬＥＤにＩ₁ の電流を流し点灯させる（図３（Ｃ）の矢印ｄ参照）。これにより、上記照明部１３は、比較的暗く点灯されることになる。

ここで、本照明装置１０に人が近づいて来ると、人体検知手段１６が人を検出して、検出信号Ｓ２を上記制御部１７に出力する（図３（Ｂ）の矢印ｅ参照）。したがって、上記制御部１７は、上記照明部１３を第二の明るさで点灯させるようにＬＥＤにＩ₂ の電流を流す（図３（Ｃ）の矢印ｆ参照）。これにより、上記照明部１３は、比較的明るく点灯されることになる。

そして、人が通り過ぎて人体検知手段１６の検知範囲外に移動すると、人体検知手段１６が人を検知しなくなり、検出信号Ｓ２を出力しなくなる（図３（Ｂ）の矢印ｇ参照）。これにより、上記制御部１７は、検出信号Ｓ２がなくなった時点から、タイマー回路１７ａに基づいて所定時間Ｔが経過するまでは、上記照明部１３を第二の明るさで点灯させると共に（図３（Ｃ）の矢印ｈ参照）、上記所定時間経過後は、上記照明部１３を第一の明るさで点灯させる（図３（Ｃ）の矢印ｉ参照）。
このようにして、人が近づいたときには、上記照明部１３は比較的明るく点灯され、人が離れた後、所定時間が経過するまではそのまま比較的明るく点灯され、その後所定時間が経過した後は再び比較的暗く点灯されることになる。

図４は、上記太陽電池式照明装置１０の具体的な電気的構成を示す配線図である。図４において、上記判定部１５は、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と、この分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２による分圧電圧が入力されるインバータ１５ａと、から構成されている。分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の比は、照度のしきい値に対応する太陽電池１２の出力電圧のしきい値を、インバータ１５ａのしきい値に変換するように、適宜に選定されている。これにより、周囲の照度が所定値以下になったとき、上記分圧電圧がインバータ１５ａのしきい値以下になって、インバータ１５ａの出力がＨレベルに反転するようになっている。

上記人体検知手段１６は、赤外線センサー１６ａから構成されており、上記判定部１５のインバータ１５ａの出力信号が、互いに直列に接続された二つのインバータ１６ｂ，１６ｃを介して電源電圧として入力されると共に、周囲に人体を検出したとき、検出信号Ｓ２をインバータ１６ｄを介して制御部１７に出力する。

図５は、図４に示す人体検知手段１６の変形例を示す配線図である。検知に関する誤動作を防止するために、人体検知手段１６には、検知時間又は検知信号の強度判定のための検知信号処理回路１６ｅを設けることができる。例えば、検知信号処理回路１６ｅとして積分回路を設けた場合には、赤外線センサー１６ａが一定時間検知を持続したときに限って検知状態を、後述するタイマー回路１７ａへ信号を送出することができる。この検知の一定時間としては、例えば、０．５秒〜２秒程度とすることができる。

上記制御部１７は、タイマー回路１７ａと照明部１３のマイナス側とアースとの間に、それぞれ電流制限抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して接続される二つのスイッチングトランジスタ１７ｂ，１７ｃと、から構成されている。

上記タイマー回路１７ａは、例えばタイマーＩＣから構成されており、蓄電部１４から三端子レギュレータ１４ｂ及び二つのコンデンサＣ１，Ｃ２から成る公知の構成の電圧安定化回路を介して給電されると共に、上記人体検知手段１６から検出信号Ｓ２が入力されたとき出力信号Ｓ３を出力すると共に、この検出信号Ｓ２がなくなった時点から所定時間が経過するまではこの出力信号Ｓ３を出力し、上記所定時間経過後に出力信号Ｓ３の出力を停止するようになっている。

上記二つのスイッチングトランジスタ１７ｂ，１７ｃは、それぞれバッファ抵抗Ｒ５，Ｒ６を介して、判定部１５の判定信号Ｓ１及びタイマー回路１７ａの出力信号Ｓ３がベースに入力されることにより、オンされるようになっている。上記電流制限抵抗Ｒ３は、スイッチングトランジスタ１７ｂがオンしたとき、照明部１３に対して４００ｍＡの駆動電流が流れるように、抵抗値が選定されている。また、上記電流制限抵抗Ｒ４は、スイッチングトランジスタ１７ｂ及び１７ｃがオンしたとき、照明部１３に対して８００ｍＡの駆動電流が流れるように、抵抗値が選定されている。このような構成によって、前述した太陽電池式照明装置１０の動作が実現される。

図６及び図７は、本発明による太陽電池式照明装置の第二の実施形態を示している。図６において、太陽電池式照明装置２０は、図１に示した太陽電池式照明装置１０と同様の構成であり、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
上記太陽電池式照明装置２０は、支柱１１，太陽電池１２，蓄電部１４及び判定部１５と、さらに複数組（図示の場合、三組）の照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、人体検知手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、制御部２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、を含んでいる。

上記照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、図６に示すように互いに離れて、図示の場合支柱１１の前面及び左右両側面にそれぞれ配置されている 個々の照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃはそれぞれ３列１３個，３列１４個，３列１３個のＬＥＤから構成されている。

人体検知手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、同様に各照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに隣接して、支柱１１の収容部１１ａの前面及び左右両側面にそれぞれ配置されている。

個々の人体検知手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、それぞれ図１に示した太陽電池式照明装置１０における人体検知手段１６と同様の構成である。

上記制御部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、支柱１１の収容部１１ａ内に配置されており、個々の制御部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、それぞれ図１に示した太陽電池式照明装置１０における制御部１７と同様の構成である。さらに、個々の制御部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、それぞれタイマー回路２８ａ，２８ｂ，２８ｃを備えている。

図７は、図６の太陽電池式照明装置の電気的構成を示すブロック図である。図示するように、各制御部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、それぞれ照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃを、第一の明るさの場合駆動電流４００ｍＡで、また第二の明るさの場合駆動電流８００ｍＡ、即ち各照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに関してそれぞれ２６０ｍＡ，２８０ｍＡ，２６０ｍＡで、それぞれ点灯させるようになっている。

このような構成の太陽電池式照明装置２０によれば、図１に示した太陽電池式照明装置１０と同様に、昼間は蓄電部１３の充電が行なわれると共に、暗くなって人が近づかない場合には、蓄電部１３から給電されることにより、各照明部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが、それぞれ制御部２７ａ，２７ｂ，２７ｃにより制御されて、比較的暗い第一の明るさで点灯される。

そして、図６にて例えば左側から本照明装置２０に人が近づいて来ると、まず人体検知手段２６ｃが人を検知し、人の移動に伴って、次に人体検知手段２６ａが人を検知し、続いて人体検知手段２６ｂが人を検知する。このように、人体検知手段２６ｃ，２６ａ，２６ｂが順次に時間差を伴って人を検知して、検知信号Ｓ２を対応する制御部２７ｃ，２７ａ，２７ｂに対して出力する。これにより、制御部２７ｃ，２７ａ，２７ｂによって照明部２３ｃ，２３ａ，２３ｂが順次に比較的明るい第二の明るさで点灯される。
そして、人が通り過ぎた後、それぞれ所定時間経過後に、各照明部２３ｃ，２３ａ，２３ｂがそれぞれ順次に第一の明るさで点灯される。これにより、本照明装置２０に人が近づいたとき、近づいた側の照明部２３ｃがまず比較的明るく点灯し、人の移動に伴って、順次に照明部２３ａ，２３ｂがそれぞれ比較的明るく点灯することになる。

太陽電池式照明装置１０，２０において、人体検知手段１６ａ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃと照明部１３，２３との制御方法は、所望の状態に制御すればよい。第１の明るさに対する第２の明るさは、多段階あるいは連続的に調光して明るくしてもよい。逆に、第２の明るさから第１の明るさに戻る場合、すなわち、明るい状態から暗い状態にするときも、多段階に暗くしたり、連続的に調光して暗くしてもよい。
このように多段階あるいは連続的に調光する場合は、人体検知手段にの検知信号処理回路１６ｅとタイマー回路１７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，との組み合わせや、タイマー制御により行うことができる。例えば、照明部１３，２３の明るさをＰＷＭ制御で調光する際に、ＰＷＭ制御回路をタイマー回路からの信号で制御すれば、パルス幅を変化させて調光することができる。

次に、実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例１として、図４に示した太陽電池式照明装置１０を製造した。照明部１３として白色ＬＥＤ１２０個（３直列４０並列）を使用した。この白色ＬＥＤの供給電圧は１２Ｖであり、最大駆動電流は８００ｍＡであった。夜間駆動時間を１４時間とし、夜間の人感検知手段が検知しない場合の第一の明るさの駆動電流を４００ｍＡに設定した。そして、人感検知手段が検知したときの第二の明るさの駆動電流を８００ｍＡで、検知後１分の点灯を行う設定をした。この人感検知手段が検知したときの第二の明るさによる駆動回数を１２０回と設定した場合には、太陽電池１２として１７Ｖ−３Ａのモジュールと、蓄電部１４として蓄電容量が１２Ｖ−６Ａｈの鉛蓄電池とが、必要であった。

実施例２として、図４に示した太陽電池式照明装置１０を製造した。照明部１３として白色ＬＥＤ１２０個（３直列４０並列）を使用した。この白色ＬＥＤの供給電圧は１２Ｖであり、最大駆動電流は８００ｍＡであった。夜間駆動時間を１４時間とし、夜間の人感検知手段が検知しない場合には、ＬＥＤの半分が点灯させるように駆動電流を４００ｍＡに設定した。そして、人感検知手段が検知したときの第二の明るさの駆動電流を８００ｍＡで、検知後１分の点灯を行う設定をした。この人感検知手段が検知したときの第二の明るさによる駆動回数を１２０回と設定した場合には、太陽電池１２として１７Ｖ−３Ａのモジュールと、蓄電部１４として蓄電容量が１２Ｖ−６Ａｈの鉛蓄電池とが、必要であった。

照明部１３をパルス点灯させるようにした以外は、実施例１と同じ太陽電池式照明装置１０を製造した。照明部１３のパルスのデューティーを１０％から５０％とした。この場合には、実施例１よりも、太陽電池１２の容量及び蓄電部の容量を低減化できた。

上述した第二の実施形態による太陽電池式照明装置２０を製造した。照明部２３として白色ＬＥＤ１２０個（３直列１３並列−３直列１４並列−３直列１３並列：３系統）、１２Ｖ−最大電流８００ｍＡを用いた。判定部１５，制御部２７、人感検知手段２６として人体検出赤外線センサーを備えたシステムを３セット（図３の各回路と同一回路を使用）用い、それぞれのシステムが照明部２３の３系統のうちの何れか１つの系統と連動する。人感検知手段連動タイマー２８も各系統に１つずつ付与されている。
以上のように構成される太陽電池式照明装置２０を夜間１４時間稼働させた。照明部２３の発光要素を２３ａ（１３並列：右部）、２３ｂ（１４並列：中央部）、２３ｃ（１３並列：左部）に３分割して、３系統を制御した。
３系統とも、夜間、人感検知手段が検知しない場合の照明部２３の電流値４００ｍＡ、人感検知手段が検知した場合の照明部２３の電流値は、左右のＬＥＤ部２３ａ，２３ｃを２６０ｍＡ、真中のＬＥＤ部２３ｂを２８０ｍＡとし、全てが同時点灯する最大電流値は８００ｍＡとし、その持続時間を１分に設定した。
この人感検知手段が検知したときの第二の明るさによる駆動回数を１２０回と設定した場合には、太陽電池１２として１７Ｖ−３Ａのモジュールと、蓄電部１４として蓄電容量が１２Ｖ−６Ａｈの鉛蓄電池とが、必要であった。

照明部２３をパルス点灯させるようにした以外は、実施例３と同じ太陽電池式照明装置２０を製造した。照明部２３のパルスのデューティーを１０％から５０％とした。この場合には、実施例３よりも、太陽電池１２の容量及び蓄電部の容量を低減化できた。

次に、比較例を示す。
（比較例１）
比較例１として、図３に示した太陽電池式照明装置において、人体検知手段１７及びタイマー回路がない太陽電池式照明装置を製造した。照明部１３は、実施例１と同じ白色ＬＥＤ１２０個（３直列４０並列）で構成し、８００ｍＡの明るさで、夜間１４時間連続させた。この比較例１の太陽電池式照明装置では、太陽電池として１７Ｖ−４．５Ａのモジュールと、蓄電部として蓄電容量が１２Ｖ−６Ａｈの鉛蓄電池とが、必要であった。

（比較例２）
比較例２として、図４に示した太陽電池式照明装置において、人体検知手段１７がなく、照明部の点滅時間を制御できるタイマー回路を備えた太陽電池式照明装置を製造した。照明部１３は、実施例１と同じ白色ＬＥＤ１２０個（３直列４０並列）で構成し、夜間１４時間連続運転させた。この際、前半の７時間を８００ｍＡで、後半の７時間を４００ｍＡの電流を流す制御を行い、稼働時間により明るさを変える制御を行った。この比較例２の太陽電池式照明装置では、太陽電池として１７Ｖ−３．５Ａのモジュールと、蓄電部として蓄電容量が１２Ｖ−９Ａｈの鉛蓄電池とが、必要であった。

上記１日分の連続運転での実施例及び比較例によれば、実施例における太陽電池及び蓄電部の容量が小さくて済むことが分かった。
ところで、太陽電池を用いた照明装置においては、太陽からの日照が少なく発電できない日数分の蓄電余力をもたせる場合がある。この場合の不日照日数設定により太陽電池及び蓄電部の容量を設定するために、比較例の場合にはさらに、数倍〜数十倍の太陽電池及び蓄電部が必要となる。それに対して、本発明の太陽電池照明装置１０，２０によれば、人体検知手段１６，２６及びタイマー回路７，２７により照明部１３，２３の最大電流駆動時間を制御するので、不日照日数設定を比較例と同じとした場合においても、比較例よりも太陽電池１２及び蓄電部１４の容量が小さくて済むことが分かった。

本発明は上記実施形態にのみ限定されることなく、本発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、上述した実施例においては、蓄電部１４として鉛電池が使用されているが、これに限らず、他の充電可能な蓄電部１４、例えば電気二重層コンデンサ等も使用することができる。
また、上述した実施例においては、各照明部１３，２３の明るさを制御するために、駆動電流を変更し、あるいは照明部を構成する発光要素としてのＬＥＤの点灯数を増減するようにしているが、これに限らず、例えば駆動電流のデューティ比を変更する等、照明部の駆動電力を適宜に変更するようにしてもよいことは明らかである。

本発明による太陽電池式照明装置の第一の実施形態を示す概略側面図である。 図１の太陽電池式照明装置の電気的構成を示すブロック図である。 太陽電池式照明装置の各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャートであり、それぞれ（Ａ）は周囲照度判定信号Ｓ１、（Ｂ）は人体検知手段からの検出信号Ｓ２、（Ｃ）は照明部のＬＥＤ電流（Ｉ）を示している。 図１の太陽電池式照明装置における具体的な電気的構成を示す配線図である。 図４に示す人体検知手段の変形例を示す配線図である。 本発明による太陽電池式照明装置の第二の実施形態を示す概略側面図である。 図６の太陽電池式照明装置の電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，２０：太陽電池式照明装置
１１：支柱
１２：太陽電池
１３，２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ：照明部
１４：蓄電部
１４ａ：逆流防止用ダイオード１４
１４ｂ：三端子レギュレータ
１５：判定部
１５ａ：インバータ
１６，２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ：人体検知手段
１６ａ：赤外線センサー
１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：インバータ
１６ｅ：検知信号処理回路
１７，２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ：制御部
１７ａ，２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ：タイマー回路
１７ｂ，１７ｃ：スイッチングトランジスタ

Claims (6)

1. 太陽電池と、
   上記太陽電池で発生した電力を蓄積する蓄電部と、
   上記太陽電池の出力に基づいて照度判定を行なう判定部と、
   上記蓄電部から給電される照明部と、
   上記照明部の周辺に配置された人体検知手段と、
   上記照明部の点灯制御を行なう制御部と、を含んでおり、
   上記制御部が、上記判定部で判定された照度が所定値以下であって、上記人体検知手段が人体を検知していない場合に、上記照明部を所定の第一の明るさで点灯させると共に、上記人体検知手段が人体を検知したとき、上記照明部をより明るい第二の明るさで点灯させることを特徴とする、太陽電池式照明装置。
2. 前記制御部が、前記照明部を構成する個々の発光要素の数量により、前記第一及び第二の明るさを制御することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池式照明装置。
3. 前記制御部が、前記照明部を構成する個々の発光要素への供給電力の調整により、前記第一及び第二の明るさを段階的に制御することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池式照明装置。
4. 前記制御部が、前記判定部で判定された照度が所定値以下であって、前記人体検知手段が人体を検知しなくなってから、前記照明部をタイマー回路により所定時間の間、第二の明るさで点灯させ、その後第一の明るさに制御することを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の太陽電池式照明装置。
5. 互いに分散配置された複数個の照明部と、各照明部に隣接する人体検知手段と、各人体検知手段からの検知信号に基づいて、対応する照明部の点灯制御を行なう制御部と、を備えていることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の太陽電池式照明装置。
6. 前記蓄電部が、前記太陽電池から逆流防止用の整流ダイオードを介して充電される充電用電池であって、
   前記判定部が、前記太陽電池からの出力電圧の分圧抵抗による分圧電圧をインバータのしきい値と比較して太陽電池からの出力電圧が所定電圧より低い場合にＨレベルの信号を出力し、
   前記人体検知手段が、前記判定部からＨレベルの信号が入力された状態で人体を検知したとき検知信号を出力するセンサであって、
   前記制御部が、照明部の発光要素への給電をオンオフするための第一及び第二のスイッチ要素とタイマー回路とを備えており、これらの第一及び第二のスイッチ要素に対してそれぞれ互いに異なる抵抗値の抵抗が直列に接続されていて、
   前記判定部からＨレベルの信号が入力されたとき前記第一のスイッチ要素をオンさせると共に、前記人体検知手段から検知信号が入力されたとき前記第二のスイッチ要素をオンさせ、かつ、前記人体検知手段からの検知信号がなくなった後、所定時間だけタイマー回路により前記第二のスイッチ要素をオンさせることを特徴とする、請求項４または５に記載の太陽電池式照明装置。

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