JP2013229298A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の電力消費を抑制し、光源の点灯時間を延ばすことができる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１は、ＬＥＤ電球である照明灯４１と、太陽光および照明灯４１からの光を受けて発電するソーラーパネル３０、３１と、ソーラーパネル３０、３１が発電した電力を蓄電し、照明灯４１に供給する蓄電池と、蓄電池の残量を検出可能なチャージコントローラと、蓄電池の残量に応じて照明灯４１を、パルス信号を用いて駆動するＬＥＤ駆動制御部とを備えている。残量が第一閾値を下回ると、ＬＥＤ駆動制御部により、パルスの周期とパルス幅が変更され、残量が第一閾値以上の時よりも小さいデューティ比で、照明灯４１がパルス駆動される。残量が更に減少し、第二閾値未満となると、ＬＥＤ駆動制御部により、照明灯４１は、残量が第一閾値以上の時および第二閾値以上第一閾値未満の時よりも長い周期で、間欠的に駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を受けて電力を発生する発電パネルと、発生した電力を蓄電する蓄電池とを備えた照明装置に関する。

従来、光を受けて電力を発生する発電パネルと、発生した電力を蓄電する蓄電装置と、蓄電装置から供給された電力で点灯する光源を備えた屋外用照明装置が知られている。更に、蓄電装置の電力消費を抑制するために、光源から照射された光を受光可能に発電パネルが配置された照明システムが提案されている（特許文献１参照）。

登録実用新案第３１５９６２６号公報

上記特許文献１に記載の照明システムでは、発電パネルは、太陽光のない夜間でも、光源から照射された光での発電が可能である。よって、太陽光のみで発電した電力を利用する照明装置に比べ、より多くの光で発電できるため、蓄電装置の電力消費を低減することができ、光源をより長時間点灯させることができる。しかしながら、かかる照明システムでも、日照不足が続くと蓄電装置の電力不足が生じ、光源を点灯できなくなって、外部電源からの電力供給が必要となる事態が生じる。従って、蓄電装置の電力消費の更なる抑制と、これに伴う光源の点灯時間の更なる延長が望まれている。

本発明は、蓄電装置の電力消費を抑制し、光源の点灯時間を延ばすことができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、ＬＥＤ照明灯と、発電パネルと、蓄電池と、照明灯駆動手段と、残量検出手段と、制御手段とを備えている。前記発電パネルは、太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された光を受光可能に配置され、前記太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された前記光を受けて電力を発生する。前記蓄電池は、前記発電パネルが発生した前記電力を蓄電し、前記ＬＥＤ照明灯に前記電力を供給する。前記照明灯駆動手段は、前記ＬＥＤ照明灯を、パルス信号を用いて駆動する。前記残量検出手段は、前記蓄電池に蓄電された前記電力の残量を検出する。前記制御手段は、前記残量検出手段によって検出された前記残量に応じて、前記照明灯駆動手段が前記ＬＥＤ照明灯を駆動する際のパルス幅および周期を制御する。

本発明の照明装置は、太陽光のみならず、ＬＥＤ照明灯からの光を受けて発電され、蓄電池に蓄電された電力を用いて、ＬＥＤ照明灯を点灯することができる。更に、ＬＥＤ照明灯は、蓄電池に蓄電された電力の残量に応じたパルス信号を用いて駆動される。従って、例えば、残量が少なくなった場合、蓄電池の電力消費が少なくなるようにパルス幅や周期を制御することができる。これにより、残った電力でＬＥＤ照明灯を点灯できる時間を延ばすことができる。

前記照明装置において、前記制御手段は、前記残量検出手段によって検出された前記残量が、予め設定された第一閾値以上の場合、前記照明灯駆動手段に、予め設定された第一周期に対する第一パルス幅の比である第一デューティ比で前記ＬＥＤ照明灯を駆動させ、前記残量が前記第一閾値を下回った場合、前記照明灯駆動手段に、予め設定された第二周期に対する第二パルス幅の比であって、前記第一デューティ比よりも小さい第二デューティ比で前記ＬＥＤ照明灯を駆動させてもよい。残量が第一閾値を下回った場合、デューティー比を小さくすることで、蓄電池の電力消費をそれに応じて確実に低減でき、ＬＥＤ照明灯の点灯時間を延ばすことができる。

前記照明装置において、前記制御手段は、前記残量検出手段によって検出された前記残量が、予め設定された、前記第一閾値よりも少ない第二閾値を下回った場合、前記照明灯駆動手段に、前記第一周期および前記第二周期よりも長い周期である第三周期で間欠的に前記ＬＥＤ照明灯を駆動させてもよい。この場合、デューティー比を小さくすることで電力消費を低減しても、蓄電池の残量が第三閾値を下回ると、ＬＥＤ照明灯がより長い周期で間欠的に駆動される。これにより、蓄電池の電力消費を最低限に抑えながら、蓄電池の残量が残り少ないことを視覚的に報知することができる。

前記照明装置は、前記ＬＥＤ照明灯よりも消費電力が少ないＬＥＤ非常用光源と、前記ＬＥＤ非常用光源を駆動する非常用光源駆動手段とを更に備えてもよい。そして、前記制御手段は、前記残量検出手段によって検出された前記残量が、予め設定された、前記第一閾値よりも少ない第三閾値を下回った場合、前記非常用光源駆動手段に、前記ＬＥＤ非常用光源を駆動させてもよい。この場合、デューティー比を小さくして消費される電力を低減しても、蓄電池の残量が第三閾値を下回った場合、ＬＥＤ照明灯よりも消費電力が少ないＬＥＤ非常用光源が駆動される。これにより、蓄電池の電力消費を最低限に抑えながら、非常時でも最低限の光源としての役割を果たすことができる。

前記照明装置は、表面に蓄光塗料または蛍光塗料が塗布された、前記ＬＥＤ照明灯から照射された前記光を反射させる反射体を更に備えてもよい。反射体の表面に塗布された蓄光塗料または蛍光塗料によって残光時間を長くすることで、ＬＥＤ照明灯をパルス信号を用いて駆動する際、蓄光塗料または蛍光塗料が塗布されていない場合に比べ、ちらつき感を抑制することができる。従って、蓄光塗料または蛍光塗料が塗布されていない場合よりも、周期に対するパルス幅の比であるデューティ比を小さくし、電力消費を抑えることができる。

照明装置１の外観を示す正面図である。 照明装置１の電気的構成を示すブロック図である。 蓄電池１１０の残量が第一閾値以上の場合の周期Ｔ１、パルス幅ｔ１の説明図である。 蓄電池１１０の残量が第二閾値以上第一閾値未満の場合の周期Ｔ２、パルス幅ｔ２の説明図である。 蓄電池１１０の残量が第二閾値未満の場合の周期Ｔ３、パルス幅ｔ３の説明図である。 変形例に係る照明装置５の外観の一部を示す正面図である。 照明装置５の電気的構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る照明装置１について、図面を参照して説明する。本実施形態の照明装置１は、太陽光および照明光を受けて発電した電力を用いて照明する街路灯として構成されている。まず、図１を参照して、照明装置１全体の概略構成を説明する。図１に示すように、照明装置１は、制御ボックス１０と、支柱２０と、２種類のソーラーパネル３０、３１と、照明部４０とを備える。照明装置１の高さは、５ｍ程度である。

制御ボックス１０は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）素材で矩形箱状に形成されている。制御ボックス１０は、下端に水平方向外側へ突出する土台部１１を備える。土台部１１は地面２に固定されるか、あるいは地面２に埋設された埋設ボックス（図示略）に固定されて、照明装置１の転倒を防止する。制御ボックス１０の内部については後で詳述する。

制御ボックス１０の上端には、上方へ延びる支柱２０が接続されている。支柱２０は、ＦＲＰ素材で円筒状に形成されている。支柱２０内部の空洞には、各種配線が通っている。

支柱２０の上端には、照明部４０が設けられている。照明部４０は、照明灯４１と、カバー部材４２と、反射体４３とを含む。本実施形態の照明灯４１は、定格消費電圧が１２Ｖ、定格消費電力が６Ｗの高輝度白色ＬＥＤ電球であり、白熱電球の１００Ｗクラスの明るさを出力可能である。カバー部材４２は、透明素材（例えばアクリル素材）で球状に形成されており、照明灯４１を覆う。照明灯４１は、カバー部材４２内部の中心部分に、その照射光の中心が上方向を向くように配置されている。反射体４３は、照明灯４１の照明光を反射する為に、カバー部材４２の上部内面に配置されている。本実施形態では、反射体４３の表面（カバー部材４２内部側の面）には、蛍光塗料または蓄光塗料が塗布されている。蛍光塗料とは、紫外線を照射すると発光する塗料である。蓄光塗料とは、紫外線を吸収して蓄え、暗所で発光する塗料である。

ソーラーパネル３０、３１は何れも、太陽電池を備え、光エネルギーを電気エネルギーに変換する（即ち、光を受けて電力を発生する）装置である。ソーラーパネル３０は、可撓性を有するシート状に形成されており、照明部４０の下方において、支柱２０の外周面を取り巻くように配置されている。本実施形態では、ソーラーパネル３０として、最大出力が５Ｗのものが採用されている

一方、ソーラーパネル３１としては、板状のものが採用されている。ソーラーパネル３１は、最大出力が１０Ｗのものが２つ設けられており、ソーラーパネル３０の下方で取付部材３２によって支柱２０に取り付けられている。取付部材３２は、支柱２０を挟み込んでネジ止めすることで支柱２０に固定される固定部３３と、固定部３３から支柱２０を中心として反対方向に延びる２本の棒状の支持部３４を備える。２つのソーラーパネル３１は、太陽電池の受光面（電力を発生する面）が上向きになるように、２本の支持部３４によって夫々支持されている。

ソーラーパネル３０、３１は、夫々、太陽光および照明灯４１から照射された光を受光可能に設置されている。ＬＥＤ電球は集光型の光源であるが、前述したように、球状のカバー部材４２の上部内面に反射体４３が設けられているので、反射体４３によって反射された光はソーラーパネル３０、３１に到達する。特に、ソーラーパネル３１は、太陽電池の受光面が上向きに配置されているので、太陽光および照明灯４１から照射された光の両方を効率的に受けることができる。なお、照明装置１は、太陽光を効率的に受けられるような向きとなるように、ソーラーパネル３１の地面２に対する設置角度を調整可能であってもよい。

以下、図２を参照して、制御ボックス１０内部に設けられた構成を含め、照明装置１の電気的な接続関係について説明する。図２に示すように、制御ボックス１０は、その内部にチャージコントローラ１００と、蓄電池１１０と、ＬＥＤ駆動制御部１２０とを備えている。

チャージコントローラ１００は、ソーラーパネル３０、３１、蓄電池１１０、ＬＥＤ駆動制御部１２０、照明灯４１の夫々に接続されている。チャージコントローラ１００は、一般的なチャージコントローラであり、蓄電池１１０の過充電および過放電の防止、蓄電池１１０からの電流の逆流の防止、蓄電池１１０の残量の検出、およびソーラーパネル３０、３１の発電量の検出といった機能を有する。これらの機能を実現するための構成は周知であるため、ここでの説明は省略する。

本実施形態では、前述のように、ソーラーパネル３０の最大出力が５Ｗ、２つのソーラーパネル３１の最大出力が夫々１０Ｗであるため、３つのソーラーパネル３０、３１により、最大２５Ｗの電力がチャージコントローラ１００に送電される。蓄電池１１０は、一般的な蓄電池であり、本実施形態では、電圧１２Ｖ、５０Ａｈのものが採用されており、フル充電された場合の電圧は、１４Ｖ程度である。チャージコントローラ１００は、ＬＥＤ駆動制御部１２０を介して照明灯４１に駆動信号を供給する。

ＬＥＤ駆動制御部１２０は、チャージコントローラ１００に接続された制御回路１２１、制御回路１２１に接続されたパルス信号生成回路１２２、およびパルス信号生成回路１２２に接続された照明灯駆動回路１２３を含む。照明灯駆動回路１２３は、照明灯４１に接続する。

制御回路１２１は、チャージコントローラ１００から出力される信号に基づいて制御信号を生成し、パルス信号生成回路１２２に対して出力する回路である。パルス信号生成回路１２２は、制御回路１２１からの制御信号を受けて、照明灯４１を駆動するためのパルス信号を生成し、照明灯駆動回路１２３に出力する回路である。照明灯駆動回路１２３は、パルス信号生成回路１２２からのパルス信号に応じたパルス幅および周期で駆動電流（パルス）を生成し、照明灯４１を発光させる回路である。即ち、本実施形態では照明灯４１は、パルス信号を用いて駆動される。

以下に、図３〜図５を参照して、本実施形態における照明灯４１の駆動制御の詳細について説明する。本実施形態では、蓄電池１１０に蓄電された電力の残量（以下、単に残量という）に応じて、照明灯４１を駆動する際のパルス幅と周期が制御される。具体的には、蓄電池１１０の残量が所定の閾値（以下、第一閾値という）を下回った場合、照明灯４１を駆動する際のデューティ比が、残量が第一閾値以上の時のデューティ比よりも小さい値とされる。なお、デューティ比とは、周期的にパルスを発する場合の、周期に対するパルス幅の比のことをいう。蓄電池１１０の残量が更に減少し、所定の閾値（以下、第二閾値という）を下回った場合、残量が第二閾値以上第一閾値未満の時のパルスの周期よりも長い周期で、照明灯４１が間欠的に点灯される。

上記の制御を実行するため、チャージコントローラ１００は、蓄電池１１０の残量を検出し、残量が第一閾値以上である場合、第二閾値以上第一閾値未満の場合、第二閾値未満の場合の３つの場合の夫々で異なる信号を制御回路１２１に出力する。なお、図示は省略するが、照明装置１は照度センサを備えており、チャージコントローラ１００は、照度センサが検出した照度が所定値以下の間のみ、制御回路１２１に信号を出力する。よって、照明装置１では、照度センサが検出した照度が所定値以下の間のみ、以下の制御が行われる。

本実施形態では、制御回路１２１は、チャージコントローラ１００からの信号が、残量が第一閾値以上であることを示す信号である場合、周期Ｔ１で、パルス幅ｔ１を示す制御信号をパルス信号生成回路１２２に出力する。周期Ｔ１、パルス幅ｔ１の時のデューティー比は、ｔ１／Ｔ１である（以下、第一デューティ比という）。本実施形態では、蓄電池１１０のフル充電時の電圧が１４Ｖであるのに対し、第一閾値は、１２．３Ｖに予め設定されている。また、周期Ｔ１は周波数１００Ｈｚ（１秒に１００サイクル）、第一デューティ比（ｔ１／Ｔ１）は１／１０（１０％）〜１／２０（５％）の間の何れかの値に予め設定されている。

照明灯４１に使用されているようなＬＥＤ電球をパルス駆動する場合、ＬＥＤ電球は周期的にオン、オフされることになるので、周期が長すぎると（周波数が低すぎると）、人間の目にはちらつきが気になるようになる。一般的には、周波数が１００Ｈｚであれば、ちらつきは十分防止できると考えられているので、本実施形態では、残量が第一閾値以上の場合には上記の周期Ｔ１が設定されている。なお、ＬＥＤ電球を例えばデューティ比１／１０で駆動する場合、蓄電池１１０の使用電力を同じ電流値で直流駆動する場合に比べて１／１０に低減することができる。よって、本実施形態では、第一デューティ比（ｔ１／Ｔ１）を１／１０（１０％）〜１／２０（５％）に設定することで、電力消費の低減を図っている。

パルス信号生成回路１２２は、残量が第一閾値以上である場合、周期Ｔ１毎に制御回路１２１から制御信号を受ける。そして、図３に示すように、制御信号を受けた時点をパルスの立ち上がり時点とし、パルス幅ｔ１を有するパルス信号を生成して、照明灯駆動回路１２３に出力する。具体的には、周期Ｔ１毎のタイミングで、パルス幅ｔ１に対応する間ハイレベルのパルス信号を出力する。

照明灯駆動回路１２３はスイッチ素子を含み、パルス信号生成回路１２２からのパルス信号を受けて、パルス信号がハイレベルの間、スイッチ素子をオンにして所定の大きさの駆動電流を照明灯４１へ供給する。一方、パルス信号がローレベルの間は、スイッチ素子をオフにして駆動電流の照明灯４１への供給を停止する。これにより、照明灯駆動回路１２３は、周期Ｔ１毎に、パルス幅ｔ１に相当する間、照明灯４１を点灯させる。このような制御により、蓄電池１１０の残量が第一閾値以上である場合、照明灯４１は、ちらつきを防止しながら直流駆動時よりも電力消費を低減できる第一デューティ比でパルス駆動される。

また、制御回路１２１は、チャージコントローラ１００からの信号が、残量が第二閾値以上第一閾値未満であることを示す信号である場合、周期Ｔ２、パルス幅ｔ２を示す制御信号をパルス信号生成回路１２２に出力する。この時のデューティー比は、ｔ２／Ｔ２である（以下、第二デューティ比という）。本実施形態では、第二閾値は、蓄電池１１０のフル充電時の電圧が１４Ｖであるのに対し、１１Ｖに予め設定されている。また、周期Ｔ２は周波数５０Ｈｚ、第二デューティ比（ｔ２／Ｔ２）は１／５０（２％）〜１／１００％（１％）の間の何れかの値に予め設定されている。つまり、周期Ｔ２は周期Ｔ１よりも長く、第二デューティ比（ｔ２／Ｔ２）は第一デューティ比（ｔ１／Ｔ１）よりも小さい値に設定されている。

周波数が５０Ｈｚまで低くなると、人間の目がちらつきを感じる可能性が生じる。しかしながら、本実施形態では、蓄電池１１０の残量が第一閾値を下回った場合、ちらつきを防止することよりも、電力消費を一層低減することが優先される。そこで、上記のように、周期Ｔ２が周波数５０Ｈｚまで低下される。また、デューティ比が小さくなると、周期中で照明灯４１が点灯されている時間が短くなるので、デューティ比が小さくなるほど照明灯４１は暗くみえるようになる。一方で、デューティ比が小さくなるほど電力消費は低減できる。そこで、本実施形態では、蓄電池１１０の残量が第一閾値を下回った場合、電力消費の更なる確実な低減が優先され、第二デューティ比（ｔ２／Ｔ２）は第一デューティ比（ｔ１／Ｔ１）よりも小さく設定されている。

パルス信号生成回路１２２は、残量が第二閾値以上第一閾値未満である場合、周期Ｔ２毎に制御回路１２１から制御信号を受ける。そして、図４に示すように、制御信号を受けた時点をパルスの立ち上がり時点とし、パルス幅ｔ２を有するパルス信号を生成して、照明灯駆動回路１２３に出力する。具体的には、周期Ｔ２毎のタイミングで、パルス幅ｔ２に対応する間ハイレベルのパルス信号を出力する。また、照明灯駆動回路１２３は、前述のように動作し、周期Ｔ２毎に、パルス幅ｔ２に相当する間、照明灯４１を点灯させる。このような制御により、蓄電池１１０の残量が第二閾値以上第一閾値未満である場合、照明灯４１は、残量が第一閾値以上の場合よりも暗くはなるが、より少ない電力で駆動される。よって、第一デューティ比で照明灯４１の駆動を継続する場合に比べ、照明灯４１の点灯時間を延ばすことができる。

更に、制御回路１２１は、チャージコントローラ１００からの信号が、残量が第二閾値未満であることを示す信号である場合、周期Ｔ３、パルス幅ｔ３を示す制御信号をパルス信号生成回路１２２に出力する。周期Ｔ３は、周期Ｔ１および周期Ｔ２よりも長い周期に設定される。本実施形態では、周期Ｔ３は、周波数１Ｈｚに設定されている。パルス幅ｔ３は、照明灯４１が間欠的に点灯するように、周期Ｔ３に対して適切な値が設定される。本実施形態では、デューティ比ｔ３／Ｔ３は、約１／１０００で１秒に１回点灯する程度である。

パルス信号生成回路１２２は、残量が第二閾値未満である場合、周期Ｔ３毎に制御回路１２１から制御信号を受ける。そして、図５に示すように、制御信号を受けた時点をパルスの立ち上がり時点とし、パルス幅ｔ３を有するパルス信号を生成して、照明灯駆動回路１２３に出力する。具体的には、周期Ｔ３毎のタイミングで、パルス幅ｔ３に対応する間ハイレベルのパルス信号を出力する。また、照明灯駆動回路１２３は、前述のように動作し、周期Ｔ３毎に、パルス幅ｔ３に相当する間、照明灯４１を点灯させる。

周波数を１Ｈｚまで低くし、パルス幅ｔ３を照明灯４１が間欠的に点灯する程度に設定すると、照明灯４１は１秒毎に点滅する状態となる。つまり、人間の目には、照明灯４１は、蓄電池１１０の残量が第二閾値以上の場合とは明らかに異なった状態にあると認識される。これにより、蓄電池１１０の電力消費を最低限に抑えながら、蓄電池１１０の残量が残り少ないことを周囲の人間に視覚的に報知することができる。よって、照明灯４１の点滅を見た人間は、必要に応じて照明装置１に外部電源から電力を供給する等の措置をとることができる。

以上説明したように、本実施形態の照明装置１は、太陽光のみならず、照明灯４１からの光を受けて発電され、蓄電池１１０に蓄電された電力を用いて、照明灯４１を点灯することができる。更に、照明灯４１は、蓄電池１１０に蓄電された電力の残量に応じたパルス信号を用いて駆動される。より詳細には、蓄電池１１０の残量が、第一閾値以上、第二閾値以上第一閾値未満、第二閾値未満、を少なくなっていくにつれ、蓄電池１１０の電力消費が少なくなるようにパルス幅や周期が制御される。これにより、残った電力で照明灯４１を点灯できる時間を延ばすことができる。

また、本実施形態の照明装置１では、照明灯４１のカバー部材４２の内面上部の反射体４３に塗布された蛍光塗料または蓄光塗料によって残光時間を長くすることができる。したがって、照明灯４１がパルス信号を用いて駆動されても、蓄光塗料または蛍光塗料が塗布されていない場合に比べ、ちらつき感を抑制することができる。従って、蓄光塗料または蛍光塗料が塗布されていない場合よりもデューティ比を小さくし、電力消費を抑えることができる。特に、蓄電池１１０の残量が第一閾値を下回り、第一デューティ比よりも小さい第二デューティ比とされた場合でも、ちらつき感を抑制することができる。

上記実施形態では、照明装置１は、本発明の「照明装置」に相当する。照明灯４１は、「ＬＥＤ照明灯」に相当する。ソーラーパネル３０、３１は、夫々、「発電パネル」に相当する。蓄電池１１０は、「蓄電池」に相当する。照明灯駆動回路１２３は、「照明灯駆動手段」に相当する。チャージコントローラ１００は、「残量検出手段」に相当する。制御回路１２１およびパルス信号生成回路１２２は、「制御手段」に相当する。第一閾値、第二閾値は夫々、「第一閾値」、「第二閾値」に相当する。周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は夫々、「第一周期」、「第二周期」、「第三周期」に相当する。パルス幅ｔ１、ｔ２は夫々、「第一パルス幅」、「第二パルス幅」に相当する。

本発明は、上記実施形態の他に種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、第一閾値と第二閾値の２つの閾値を用いて、蓄電池１１０の残量が第一閾値以上である場合、第二閾値以上第一閾値未満の場合、第二閾値未満の場合の３段階で異なるパルス信号を用いて照明灯４１を駆動する例を説明した。しかしながら、照明灯４１を、パルス信号を用いて駆動する方法は、上記実施形態の例に限られない。

以下に、図６および図７を参照して、変形例に係る照明装置５について説明する。なお、変形例に係る照明装置５の構成は、上記実施形態の照明装置１とほぼ同一である。よって、図６および図７では同一の構成については同一の符号を付して説明を省略または簡略化し、以下では、照明装置１とは異なる構成および動作の詳細を中心に説明する。なお、図６では、照明装置５の下部は、照明装置１と同一の構成であるため図示は省略している。

図６に示すように、照明装置５には、照明装置１と同一の制御ボックス１０（図１参照）、支柱２０、ソーラーパネル３０、３１、照明部４０の他に、非常灯５０が設けられている。非常灯５０は、ソーラーパネル３１の取付部材３２の下方において、支柱２０に設けられている。本実施形態の非常灯５０は、消費電力が０．２Ｗ以下のＬＥＤ電球である。つまり、非常灯５０は、照明灯４１に比べて大幅に消費電力が少ないＬＥＤ電球である。

また、図７に示すように、チャージコントローラ１００は、ＬＥＤ駆動制御部１３０を介して非常灯５０にも駆動信号を供給する。

ＬＥＤ駆動制御部１３０は、上記実施形態と同じ制御回路１２１、パルス信号生成回路１２２、および照明灯駆動回路１２３に加え、制御回路１２１に接続された非常灯駆動回路１２５を含む。非常灯駆動回路１２５は、制御回路１２１からの制御信号を受けて、非常灯５０を直流駆動する回路である。非常灯駆動回路１２５は、非常灯５０に接続する。

変形例の照明装置５では、蓄電池１１０の残量が第一閾値以上である場合、第三閾値以上第一閾値未満の場合、第三閾値未満の場合の３段階で照明灯４１および非常灯５０の駆動制御が行われる。第三閾値は、照明灯４１を点灯させずに非常灯５０を点灯させる時を決定する閾値であり、例えば、上記実施形態の第二閾値と同じ１１Ｖである。但し、第二閾値と異なる値であってもよい。

変形例に係る照明装置５では、蓄電池１１０の残量が第一閾値以上である場合、上記実施形態と同様、第一デューティ比で照明灯４１が点灯され、残量が第三閾値以上第一閾値未満である場合、上記実施形態と同様、第二デューティ比で照明灯４１が点灯される。一方、制御回路１２１は、チャージコントローラ１００からの信号が、残量が第三閾値未満であることを示すと、非常灯駆動回路１２５に対して非常灯５０の点灯を指示する制御信号を出力する。非常灯駆動回路１２５は、非常灯５０を直流駆動で点灯させる。一方、この間、制御回路１２１は、パルス信号生成回路１２２には照明灯４１を駆動するための制御信号は出力しない。これにより、蓄電池１１０の残量が第三閾値未満の場合、照明装置５では、非常灯５０のみが点灯する。

変形例の照明装置５によれば、蓄電池１１０の残量が第一閾値を下回った後、照明灯４１を第二デューティで駆動することで消費される電力を低減しても、残量が第三閾値を下回った場合には、照明灯４１に代えて、消費電力が大幅に少ない非常灯５０が駆動される。これにより、蓄電池１１０の電力消費を最低限に抑えながら、非常時でも最低限の光源としての役割を果たすことができる。非常灯５０は、街路灯としての明るさは発揮できないが、特に災害時等には有用な目印となる。更に、災害時以外等に非常灯５０が点灯した場合は、蓄電池１１０自体の異常（充電不足や蓄電池寿命等）を報知するものである。

上記変形例では、非常灯５０は、「ＬＥＤ非常用光源」に相当し、非常灯駆動回路１２５は、「非常用光源駆動手段」に相当する。第三閾値は、「第三閾値」に相当する。

上記変形例以外にも、本発明には種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態の照明装置１は、照度センサで検出した照度が所定値以下の場合にのみ、照明灯４１を点灯するが、ソーラーパネル３０、３１の発電量が予め設定した最低量に満たない場合にのみ、照明灯４１を点灯する構成としてもよい。前述のように、周知のチャージコントローラ１００は、ソーラーパネル３０、３１の発電量を検出する機能を有する。よって、ＬＥＤ駆動制御部１２０は、チャージコントローラが出力する信号が、発電量が最低発電量未満であることを示す場合にのみ、上記実施形態のように動作すればよい。

この場合、発電量が最低量以上の場合には照明灯４１は駆動されず、発電量が最低量よりも少ない場合にのみ照明灯４１が駆動される。太陽光がなく、照明灯４１の光でのみ発電する夜間には、当然ながら発電量は太陽光がある昼間に比べて大幅に少なくなる。また、雨天時、曇天時、あるいは森林などの昼間でも薄暗い場所での発電量は、夜間よりも多いが、晴天時の開けた場所での発電量に比べれば少ない。そこで、様々な条件での発電量を予め実験で測定し、最低量として設定しておくことで、適切な時や場所で照明灯４１を点灯することができる。

また、ソーラーパネル３０、３１、蓄電池１１０、照明灯４１、非常灯５０等に関して説明した数量、大きさ、位置、電圧、消費電力の値はあくまでも例示であり、適宜変更が可能なことは勿論である。例えば、ソーラーパネル３０を設けず、ソーラーパネル３１のみを設けた構成としてもよい。ソーラーパネル３１の数も２つに限らない。また、ソーラーパネル３１を設けず、ソーラーパネル３０のみを設けた構成としてもよい。ソーラーパネル３０、３１に使用される太陽電池の種類は特に限定されず、例えば、シリコン系（単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型等）、化合物系、色素増感型、有機薄膜型等のから所望の種類を採用可能である。なお、ソーラーパネル３１については、半透明または透明のフィルム状または板状ものを採用すれば、ソーラーパネル３１により陰が生じるのを抑えられるので好ましい。

照明部４０の構成も、上記実施形態の例に限らず、適宜変更が可能である。例えば、カバー部材４２は、球状である必要はなく、他の形状であってもよい。ソーラーパネル３０、３１が照明灯４１の照射した光を受光可能である限り、照明灯４１の向きや、反射体４３の配置および有無も変更可能である。例えば、照明灯４１は、照射光の中心が下方向を向くように配置されてもよい。更に、反射体４３には、必ずしも蛍光塗料や蓄光塗料を塗布する必要はない。

照明灯４１を駆動する場合のパルスの周期やパルス幅は、上記実施形態のように必ずしも３段階で変更する必要はなく２段階で変更してもよい。例えば、第一閾値以上の場合と第一閾値未満の場合とで、デューティ比を第一デューティ比と第二デューティ比との間で切替えてもよい。あるいは、周期やパルス幅は、４段階以上で変更してもよい。例えば、変形例の第三閾値を第二閾値よりも小さい値とし、蓄電池１１０の残量が第三閾値以上第二閾値未満の場合、上記実施形態のように、照明灯４１を点滅させ、残量が第三閾値未満の場合、非常灯５０のみを点灯する制御を行ってもよい。

また、パルスの周期およびパルス幅、パルスの周期およびパルス幅を変更する閾値の値（上記実施形態では、１２．３Ｖと１１Ｖ）は、実施形態の例に限らず他の値であってもよい。閾値の値は、電圧で規定するのではなく、容量（％）で規定してもよい。

なお、パルスの周期やパルス幅、閾値は、実際に太陽光および照明灯４１の光を受けてソーラーパネル３０、３１によって発電し、蓄電池１１０に蓄電された電力を用いて、様々な周期やパルス幅で照明灯４１を点灯し、蓄電池１１０の残量と点灯時間との関係を調べることで、適切な値を設定すればよい。なお、これらの値が、ソーラーパネル３０、３１、蓄電池１１０、照明灯４１等の種類によって異なるのは勿論である。

上記実施形態では、ＬＥＤ駆動制御部１２０は複数の回路を含む構成例であるが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、制御回路１２１は、チャージコントローラ１００から出力される信号に応じて制御信号を生成するプログラムが組み込まれたマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。

１、５ 照明装置
３０、３１ ソーラーパネル
４１ 照明灯
５０ 非常灯
１００ チャージコントローラ
１１０ 蓄電池
１２０、１３０ ＬＥＤ駆動制御部
１２１ 制御回路
１２２ パルス信号生成回路
１２３ 照明灯駆動回路
１２５ 非常灯駆動回路

Claims (5)

1. ＬＥＤ照明灯と、
   太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された光を受光可能に配置され、前記太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された前記光を受けて電力を発生する発電パネルと、
   前記発電パネルが発生した前記電力を蓄電し、前記ＬＥＤ照明灯に前記電力を供給する蓄電池と、
   前記ＬＥＤ照明灯を、パルス信号を用いて駆動する照明灯駆動手段と、
   前記蓄電池に蓄電された前記電力の残量を検出する残量検出手段と、
   前記残量検出手段によって検出された前記残量に応じて、前記照明灯駆動手段が前記ＬＥＤ照明灯を駆動する際のパルス幅および周期を制御する制御手段とを備えた照明装置。
2. 前記制御手段は、
   前記残量検出手段によって検出された前記残量が、予め設定された第一閾値以上の場合、前記照明灯駆動手段に、予め設定された第一周期に対する第一パルス幅の比である第一デューティ比で前記ＬＥＤ照明灯を駆動させ、
   前記残量が前記第一閾値を下回った場合、前記照明灯駆動手段に、予め設定された第二周期に対する第二パルス幅の比であって、前記第一デューティ比よりも小さい第二デューティ比で前記ＬＥＤ照明灯を駆動させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記制御手段は、前記残量検出手段によって検出された前記残量が、予め設定された、前記第一閾値よりも少ない第二閾値を下回った場合、前記照明灯駆動手段に、前記第一周期および前記第二周期よりも長い周期である第三周期で間欠的に前記ＬＥＤ照明灯を駆動させることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記ＬＥＤ照明灯よりも消費電力が少ないＬＥＤ非常用光源と、
   前記ＬＥＤ非常用光源を駆動する非常用光源駆動手段とを更に備え、
   前記制御手段は、前記残量検出手段によって検出された前記残量が、予め設定された、前記第一閾値よりも少ない第三閾値を下回った場合、前記非常用光源駆動手段に、前記ＬＥＤ非常用光源を駆動させることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
5. 表面に蓄光塗料または蛍光塗料が塗布された、前記ＬＥＤ照明灯から照射された前記光を反射させる反射体を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の照明装置。

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