JP2712323B2 - 標識灯 - Google Patents
標識灯Info
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- JP2712323B2 JP2712323B2 JP63168258A JP16825888A JP2712323B2 JP 2712323 B2 JP2712323 B2 JP 2712323B2 JP 63168258 A JP63168258 A JP 63168258A JP 16825888 A JP16825888 A JP 16825888A JP 2712323 B2 JP2712323 B2 JP 2712323B2
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- Japan
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- light emitting
- effect transistor
- solar cell
- source
- light
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Audible And Visible Signals (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、夜間や消灯した屋内で、危険場所の表示や
消化器の設置場所の表示、照明器具のスイッチの表示や
歩行者や自転車の表示等、注意を喚起する場所や移動体
に容易に取りつけ可能な低消費電力の標識灯に関するも
のである。
消化器の設置場所の表示、照明器具のスイッチの表示や
歩行者や自転車の表示等、注意を喚起する場所や移動体
に容易に取りつけ可能な低消費電力の標識灯に関するも
のである。
従来の技術 乾電池を電源とし、手動スイッチで発光ダイオードを
点灯させる釣用のうきや、フォトトランジスタまたはCd
S光導電素子とトランジスタを組み合わせたデーライト
スイッチを持つ携帯用ランプは既に実用化されている。
第４図はその携帯用ランプの回路図であり、乾電池１を
電源として豆球２とトランジスタ３が図の様に接続さ
れ、トランジスタ３のベース電位が抵抗４とCdS光導電
素子５で分圧されている。CdS光導電素子５は暗状態で3
00KΩ以上の高抵抗であるが、室内光で数百Ω以下、屋
外光では数十Ω以下に抵抗値が下がる。従って抵抗４を
30〜1KΩ程度に設定すれば、低照度でのみベース電位を
与えトランジスタ３をオン状態にして豆球２を点灯させ
ることができる。
点灯させる釣用のうきや、フォトトランジスタまたはCd
S光導電素子とトランジスタを組み合わせたデーライト
スイッチを持つ携帯用ランプは既に実用化されている。
第４図はその携帯用ランプの回路図であり、乾電池１を
電源として豆球２とトランジスタ３が図の様に接続さ
れ、トランジスタ３のベース電位が抵抗４とCdS光導電
素子５で分圧されている。CdS光導電素子５は暗状態で3
00KΩ以上の高抵抗であるが、室内光で数百Ω以下、屋
外光では数十Ω以下に抵抗値が下がる。従って抵抗４を
30〜1KΩ程度に設定すれば、低照度でのみベース電位を
与えトランジスタ３をオン状態にして豆球２を点灯させ
ることができる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来例の第１の欠点はCdS光導電素子
やフォトトランジスタなどの値段の高い受光素子を使う
ためコスト高である。また、第２の欠点として乾電池の
消耗によって端子電圧が低下し、発光源の明るさを一定
に保つことができない。発光ダイオードの電流値は電圧
に対し指数関数的に増加し、特に問題となる。発光ダイ
オードや豆球の明るさの変化を少なくするため直列抵抗
を入れても本質的に定電流化することは難しいし電圧ロ
スのため、乾電池の電圧と容量を大きくしなければなら
ない。
やフォトトランジスタなどの値段の高い受光素子を使う
ためコスト高である。また、第２の欠点として乾電池の
消耗によって端子電圧が低下し、発光源の明るさを一定
に保つことができない。発光ダイオードの電流値は電圧
に対し指数関数的に増加し、特に問題となる。発光ダイ
オードや豆球の明るさの変化を少なくするため直列抵抗
を入れても本質的に定電流化することは難しいし電圧ロ
スのため、乾電池の電圧と容量を大きくしなければなら
ない。
本発明は、上記従来例の２つの問題点である、受光素
子のコスト高と、電源電圧による光源の明るさの変化を
解決するものであり、さらに乾電池を用いないメンテナ
ンスフリーの標識灯を提供するものである。
子のコスト高と、電源電圧による光源の明るさの変化を
解決するものであり、さらに乾電池を用いないメンテナ
ンスフリーの標識灯を提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、光源に１個または複数個の発光ダイオード
を用い、直流電流に太陽電池で充電する二次電池を用
い、直流電源のスイッチング機能と定電流化機能を電界
効果型トランジスタのドレイン電流が飽和する領域たと
えばソース・ドレイン間電圧1.5〜2V以上の領域で使う
ものであり、発光ダイオードの立ち上がり電圧を同時に
満たすことができるものである。さらに、電界効果型ト
ランジスタをOFFにして発光ダイオードの昼間の消費電
力を節約するために必要なゲート電圧の絶体値1.5〜2V
以上を太陽電池の動作電圧によって得るものである。そ
れには基板上で直列接続の容易な水素化アモルファスシ
リコン,CdS/CdTe化合物半導体,CuInSe2化合物半導体等
の薄膜太陽電池を用いて、逆流防止ダイオードを介して
二次電池を充電するとともに、充電中の動作電圧を電界
効果型トランジスタのゲートに印加する。太陽電池が充
電と光電スイッチ用素子を兼ねる一方、共通のアース端
子が固定されているため、逆流防止ダイオードに接続し
た太陽電池の端子がプラスの場合は、プラス電位でOFF
にできるＰチャンネル接合型を、マイナスの場合はマイ
ナス電位でOFFにできるチャンネル接合型の電界効果型
トランジスタを用いる。消費電力が少なく、また点滅式
による節電の容易な光源として発光ダイオードを用いる
ため、1.5〜2V以上の電圧が必要であり、発光ダイオー
ドの定電流的動作と電源スイッチの機能をする電界効果
型トランジスタのOFF時のゲート印加電圧の絶体値がや
はり1.5〜2V以上必要である。従って、動作電圧が1.5〜
2V以上の値に直列接続によって容易に設定できる薄膜太
陽電池を電源と光センサの２つの目的に同時に使う。ま
た、二次電池としては、鉛電池やNiCd電池を２個直列で
用いるより、１個で1.5V〜3Vの電圧で使用でき薄型小型
軽量で自己放電の少ないカーボンリチウム二次電池をは
じめとするコイン型リチウム二次電池を１個または２個
直列で使用するのが最適である。一方、カーボンリチウ
ム二次電池をはじめとするコイン型リチウム二次電池は
充放電に伴なう端子電圧の変化が1.5〜3Vと非常に大き
いのが欠点であるが、電界効果型トランジスタとの組み
合わせによって発光ダイオードの点灯時間に200μＡ〜2
mAの小電流を定電流的に流し、明るさを一定に保つこと
が可能である。
を用い、直流電流に太陽電池で充電する二次電池を用
い、直流電源のスイッチング機能と定電流化機能を電界
効果型トランジスタのドレイン電流が飽和する領域たと
えばソース・ドレイン間電圧1.5〜2V以上の領域で使う
ものであり、発光ダイオードの立ち上がり電圧を同時に
満たすことができるものである。さらに、電界効果型ト
ランジスタをOFFにして発光ダイオードの昼間の消費電
力を節約するために必要なゲート電圧の絶体値1.5〜2V
以上を太陽電池の動作電圧によって得るものである。そ
れには基板上で直列接続の容易な水素化アモルファスシ
リコン,CdS/CdTe化合物半導体,CuInSe2化合物半導体等
の薄膜太陽電池を用いて、逆流防止ダイオードを介して
二次電池を充電するとともに、充電中の動作電圧を電界
効果型トランジスタのゲートに印加する。太陽電池が充
電と光電スイッチ用素子を兼ねる一方、共通のアース端
子が固定されているため、逆流防止ダイオードに接続し
た太陽電池の端子がプラスの場合は、プラス電位でOFF
にできるＰチャンネル接合型を、マイナスの場合はマイ
ナス電位でOFFにできるチャンネル接合型の電界効果型
トランジスタを用いる。消費電力が少なく、また点滅式
による節電の容易な光源として発光ダイオードを用いる
ため、1.5〜2V以上の電圧が必要であり、発光ダイオー
ドの定電流的動作と電源スイッチの機能をする電界効果
型トランジスタのOFF時のゲート印加電圧の絶体値がや
はり1.5〜2V以上必要である。従って、動作電圧が1.5〜
2V以上の値に直列接続によって容易に設定できる薄膜太
陽電池を電源と光センサの２つの目的に同時に使う。ま
た、二次電池としては、鉛電池やNiCd電池を２個直列で
用いるより、１個で1.5V〜3Vの電圧で使用でき薄型小型
軽量で自己放電の少ないカーボンリチウム二次電池をは
じめとするコイン型リチウム二次電池を１個または２個
直列で使用するのが最適である。一方、カーボンリチウ
ム二次電池をはじめとするコイン型リチウム二次電池は
充放電に伴なう端子電圧の変化が1.5〜3Vと非常に大き
いのが欠点であるが、電界効果型トランジスタとの組み
合わせによって発光ダイオードの点灯時間に200μＡ〜2
mAの小電流を定電流的に流し、明るさを一定に保つこと
が可能である。
スイッチング動作時のゲートとソース間の電圧を安定
化する方法として、ソースとドレインの間に30KΩ〜10M
Ωの抵抗を接続することにより、ゲート電圧を抵抗分割
で設定するのに比べ太陽電池からゲートへ流れる消費電
力をなくすことができる。また、誘導電荷によりソース
またはドレインの電位が不安定になり、スイッチ動作が
不安定になるのを防ぐことができる。
化する方法として、ソースとドレインの間に30KΩ〜10M
Ωの抵抗を接続することにより、ゲート電圧を抵抗分割
で設定するのに比べ太陽電池からゲートへ流れる消費電
力をなくすことができる。また、誘導電荷によりソース
またはドレインの電位が不安定になり、スイッチ動作が
不安定になるのを防ぐことができる。
作 用 光照度下で薄膜太陽電池で発電された電流は、逆流防
止ダイオードを介して二次電池を1.5〜2V以上の端子電
圧まで充電する。この動作電圧の絶体値は同時に電界効
果型トランジスタのゲートに印加され、スイッチオフす
るため発光ダイオードは点灯あるいは点滅しない。
止ダイオードを介して二次電池を1.5〜2V以上の端子電
圧まで充電する。この動作電圧の絶体値は同時に電界効
果型トランジスタのゲートに印加され、スイッチオフす
るため発光ダイオードは点灯あるいは点滅しない。
低照度下で、電界効果型トランジスタのゲート電位が
1.5〜1V以下になるとゲート電位に応じた定電流を流せ
るようスイッチオンされ、充電された二次電池を直流電
源として発光ダイオードにゲート電圧0Vのドレイン電流
を最大値として定電流的に電流が流れ、一定の明るさで
点灯または点滅を持続する。
1.5〜1V以下になるとゲート電位に応じた定電流を流せ
るようスイッチオンされ、充電された二次電池を直流電
源として発光ダイオードにゲート電圧0Vのドレイン電流
を最大値として定電流的に電流が流れ、一定の明るさで
点灯または点滅を持続する。
実施例 本発明による実施例の標識灯の外観斜視図を第１図，
第３図に、回路図を第２図に示す。第１図において、点
滅用発振回路のICチップをレンズ用樹脂モールド内に内
蔵した100〜1000mcdの赤色の発光ダイオード等の発光部
６と、ガラス基板上に印刷焼結法で形成したCdS/CdTeや
ガラス基板または透明ポリイミド基板上にプラズマCVD
で形成した水素化アモルファスシリコンからなる薄膜太
陽電池７を、透明アクリルまたは透明ポリカーボネート
の表面板８の裏側から取りつけた。発光部６は表面板８
の孔から突起して側面にも光が出やすくし、表面板８の
裏面を印刷によって塗装した非塗装面の受光窓に薄膜太
陽電池７を配置した。この表面板８は透明な材質である
ため、側面からの光も透明板の内部で乱反射して薄膜太
陽電池７に入射するため、鳥やしゃへい物の一時的な影
で誤動作することが少なくできる。薄膜太陽電池７で充
電する、コイン型のカーボンリチウム二次電池からなる
二次電池９は、容器10内にプリント基板上の回路部とと
もに収納し、表面板８はこの容器10にタッピングビス11
で固定した。
第３図に、回路図を第２図に示す。第１図において、点
滅用発振回路のICチップをレンズ用樹脂モールド内に内
蔵した100〜1000mcdの赤色の発光ダイオード等の発光部
６と、ガラス基板上に印刷焼結法で形成したCdS/CdTeや
ガラス基板または透明ポリイミド基板上にプラズマCVD
で形成した水素化アモルファスシリコンからなる薄膜太
陽電池７を、透明アクリルまたは透明ポリカーボネート
の表面板８の裏側から取りつけた。発光部６は表面板８
の孔から突起して側面にも光が出やすくし、表面板８の
裏面を印刷によって塗装した非塗装面の受光窓に薄膜太
陽電池７を配置した。この表面板８は透明な材質である
ため、側面からの光も透明板の内部で乱反射して薄膜太
陽電池７に入射するため、鳥やしゃへい物の一時的な影
で誤動作することが少なくできる。薄膜太陽電池７で充
電する、コイン型のカーボンリチウム二次電池からなる
二次電池９は、容器10内にプリント基板上の回路部とと
もに収納し、表面板８はこの容器10にタッピングビス11
で固定した。
第２図は第１図の実施例の回路図であり、３〜10セル
直列接続した薄膜太陽電池７に3V用の定電圧ダイオード
12を並列に接続したのち、逆流防止ダイオード13を介し
て二次電池９に接続した。
直列接続した薄膜太陽電池７に3V用の定電圧ダイオード
12を並列に接続したのち、逆流防止ダイオード13を介し
て二次電池９に接続した。
さらに、点滅用発振回路を内蔵した発光部６とＰチャ
ンネル接合型の電界効果型トランジスタ14を図の様に接
続するとともに、薄膜太陽電池の出力端子をゲートに接
続し、ソースとゲート間に高照度でも動作させるための
短絡用のスイッチ15を接続し、ソースとドレインを通常
同電位にしてゲート電位を安定化するための30KΩ〜10M
Ωの抵抗16をソースとドレイン間に接続した。電界効果
型トランジスター14としては、第２図のような個別半導
体素子を単体で用いるほか、複数の素子を１チップ上に
形成した電界効果型トランジスタのICを用い、複数のゲ
ートの一つに太陽電池７の出力を接続してその他のゲー
トでインバータ機能による発振回路を同時に形成するこ
とも可能である。この場合、点滅用発振回路のICチップ
を内蔵したLEDを用いなくてもLEDを点滅させることがで
きる。また、電界効果型トランジスタにＣ−MOS構造の
素子を用いた場合は消費電流がさらに節約でき、複数の
電界効果型トランジスターを内蔵したICを用いて定電流
回路や点滅回路が同様に容易に構成できる。
ンネル接合型の電界効果型トランジスタ14を図の様に接
続するとともに、薄膜太陽電池の出力端子をゲートに接
続し、ソースとゲート間に高照度でも動作させるための
短絡用のスイッチ15を接続し、ソースとドレインを通常
同電位にしてゲート電位を安定化するための30KΩ〜10M
Ωの抵抗16をソースとドレイン間に接続した。電界効果
型トランジスター14としては、第２図のような個別半導
体素子を単体で用いるほか、複数の素子を１チップ上に
形成した電界効果型トランジスタのICを用い、複数のゲ
ートの一つに太陽電池７の出力を接続してその他のゲー
トでインバータ機能による発振回路を同時に形成するこ
とも可能である。この場合、点滅用発振回路のICチップ
を内蔵したLEDを用いなくてもLEDを点滅させることがで
きる。また、電界効果型トランジスタにＣ−MOS構造の
素子を用いた場合は消費電流がさらに節約でき、複数の
電界効果型トランジスターを内蔵したICを用いて定電流
回路や点滅回路が同様に容易に構成できる。
たとえば、電界効果型トランジスターで構成したNAND
ゲートを３組持つICでは、１組を太陽電池に接続して昼
夜を判別し低照度下で発光ダイオードを点灯させるスイ
ッチに用い、残り２組をLEDを点滅させる発振回路に用
いることができる。
ゲートを３組持つICでは、１組を太陽電池に接続して昼
夜を判別し低照度下で発光ダイオードを点灯させるスイ
ッチに用い、残り２組をLEDを点滅させる発振回路に用
いることができる。
第３図は、第１図の実施例を裏面から見た図であり、
容器10にスライド型のスイッチ15と表面板８を固定し
た。
容器10にスライド型のスイッチ15と表面板８を固定し
た。
さらに、ゴム磁石等の磁石17を、鉄板を折り曲げ加工
した磁性板18と磁気ギャップを持つ磁気回路を形成する
よう容器10の内側からビスで固定した。自転車や消火器
等の鉄製容器などに容易に取りつけ可能であり、また壁
面のフック等にも取りつけが容易である。
した磁性板18と磁気ギャップを持つ磁気回路を形成する
よう容器10の内側からビスで固定した。自転車や消火器
等の鉄製容器などに容易に取りつけ可能であり、また壁
面のフック等にも取りつけが容易である。
発明の効果 このような本発明では以下の効果を得ることができ
る。
る。
（１） 太陽電池を光センサとして用い、電界効果型ト
ランジスタをスイッチング素子として組み合わせて用い
るため、低コストであり、また、電源電圧の変化に対し
て定電流動作ができるため、消費電力が少なく発光ダイ
オードの明るさを一定にできる。
ランジスタをスイッチング素子として組み合わせて用い
るため、低コストであり、また、電源電圧の変化に対し
て定電流動作ができるため、消費電力が少なく発光ダイ
オードの明るさを一定にできる。
（２） 太陽電池と二次電池を電源とするため、メンテ
ナンスフリー化が図れる。
ナンスフリー化が図れる。
（３） 小型軽量化でき取り付けが容易である。
（４） 透明表面板の側面からの光を受光するため誤動
作を生じにくい。
作を生じにくい。
第１図と第３図は本発明の実施例による標識灯の斜視
図、第２図はその電気回路図、第４図は従来の電気回路
図である。 ６……発光部、７……薄膜太陽電池、８……表面板、９
……二次電池、10……容器、15……スイッチ、17……磁
石。
図、第２図はその電気回路図、第４図は従来の電気回路
図である。 ６……発光部、７……薄膜太陽電池、８……表面板、９
……二次電池、10……容器、15……スイッチ、17……磁
石。
Claims (3)
- 【請求項１】複数の素子を基板上で直列接続した薄膜太
陽電池を逆流防止ダイオードを介して二次電池に接続し
た直流電源と、発光ダイオードを用いた発光部と、この
発光部に接続して上記直流電源をスイッチングする電界
効果型トランジスタとを有し、上記薄膜太陽電池の出力
端子とアース端子をそれぞれ上記電界効果型トランジス
タのゲートとソースまたはドレインに接続し、低照度下
で発光ダイオードを点灯させるとともに二次電池の電圧
変動による発光ダイオードの電流変動を抑制したことを
特徴とする標識灯。 - 【請求項２】電界効果型トランジスタのソースとドレイ
ン間に30kΩ〜10MΩの抵抗を接続した特許請求の範囲第
１項記載の標識灯。 - 【請求項３】電界効果型トランジスタのソースとゲート
間を実質的に短絡させるスイッチを設け、高照度下でも
発光ダイオードを定電流的に点灯させる特許請求の範囲
第１項記載の標識灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168258A JP2712323B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 標識灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168258A JP2712323B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 標識灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218897A JPH0218897A (ja) | 1990-01-23 |
| JP2712323B2 true JP2712323B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=15864675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63168258A Expired - Lifetime JP2712323B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 標識灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712323B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006049085A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 発光体装置 |
| JP6382970B2 (ja) * | 2013-10-24 | 2018-08-29 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | 取り付け可能な照明制御装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57156986U (ja) * | 1981-03-26 | 1982-10-02 | ||
| JPS60109201U (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | 日本電気株式会社 | 照明具 |
| JPS62142343A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-25 | Matsushita Electronics Corp | 半導体集積回路装置 |
| JPH0510426Y2 (ja) * | 1986-10-16 | 1993-03-15 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63168258A patent/JP2712323B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218897A (ja) | 1990-01-23 |
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