JP3628208B2 - 発光タイル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、庭や道路などの地面あるいはビルや家屋などの壁面に設けられる発光タイルに係り、発光タイルの施工・保守面の向上に加え意匠面の向上および非常時の対応面の向上を一挙に図るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、庭や道路などの地面あるいはビルや家屋などの壁面に設けられるタイルのひとつとして、発光機能をもつ発光タイルがある。従来の発光タイルは、透明なプレート状タイル面部の裏側に小型の蛍光灯が設置された構成となっており、施工の際には蛍光灯と外部電源との間の配線が同時に行われる。そして、夜間は外部電源から配線経由で供給される電力で蛍光灯が点灯し、闇の中にタイルが光って浮かび上がるように見えることから、発光タイルは、夜間の景観を高めたりする、夜間の行動の目印となったりするということで役立っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発光タイルの場合、施工・保守性や意匠性あるいは非常時の対応性が十分ではないという問題がある。
【０００４】
施工の際には蛍光灯と外部電源の間の配線工事を必ず行わなければならない。また工事後も配線チェックなどの保守作業が必要となる。発光タイルは単独ではなく複数個配設することが多いので、施工や保守（メンテナンス）は大変な作業となる。
【０００５】
また、線発光体である蛍光灯は輝度が高く、眩しい上に蛍光灯の形が透けて見えたりすることから、見た目に美しいとは言えない。
【０００６】
しかも、落雷や地震などで停電が起きた場合、発光タイルの発光機能は全く失われ、非常時の際の夜間行動の目印にはならなくなることもあるので、従来の発光タイルは、非常時の対応性も十分とは言えない。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、施工・保守性および意匠性のみならず非常時対応性にも優れる発光タイルを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の装置は、少なくとも一部が透光性領域となっている板状のタイル面部を備えているとともに、タイル面部の透光性領域を透過した太陽光をおのおの受光して起電力を発生するよう並べて配置された複数個の太陽電池と、太陽電池に発生した電力を蓄積する電気二重層コンデンサと、発光面をタイル面部の裏面に臨ませるようにして配置された面状発光手段と、周囲照度が予め定めた設定照度以下の場合には電気二重層コンデンサの蓄積電力を面状発光手段へ自動的に供給して面状発光手段の発光面を光らせる発光制御手段とを、タイル面部の裏面側に備えるとともに、前記太陽電池が前記面状発光手段の発光面の周囲に沿って設置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の発光タイルにおいて、前記複数個の太陽電池は並列構造を含むものである。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の発光タイルにおいて、面状発光手段は、タイル面部に対して面平行の状態で配置された透明プレートと、透明プレートの端面側から透明プレート内へ面方向に向けて光を入射する投光手段と、透明プレートにおけるタイル面部に近い方の表面側を光散乱面とする光散乱手段と、透明プレートにおけるタイル面部に遠い方の面を光反射面とする光反射手段とを有するものである。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載の発光タイルにおいて、面状発光手段は、タイル面部に対して面平行の状態で配置された透明プレートと、透明プレートの端面側から透明プレート内へ面方向に向けて光を入射する投光手段と、透明プレートにおけるタイル面部に遠い方の面を光乱反射面とする光乱反射手段とを有するものである。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の発光タイルにおいて、投光手段が対向する端面に分かれて設けられた複数個の光源を有しているとともに、各光源は、透明プレートへの光の入射方向が互い違いとなる位置に配置されているものである。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の発光タイルにおいて、面状発光手段の発光面に表示部材が設けられているものである。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の発光タイルにおいて、表示部材が光透過領域と遮光領域の組み合わせにより構成されているとともに、遮光領域の裏側に光反射面が設けられているものである。
【００１５】
【作用】
本発明に係る発光タイルにおける発光等の作用について説明する。
請求項１の発光タイルの場合、板状タイル面部の表面が露出するようにして（地面や壁面などの）取り付け面に施工される。施工後、発光タイルのタイル面部の透光性領域を太陽光が通り抜け、複数個の太陽電池へそれぞれ入射すると、太陽光を受光した各太陽電池は電力を発生すると同時に、電気二重層コンデンサへ電力を蓄積する。
【００１６】
そして、夕暮れになり、周囲照度が予め定めた設定照度以下になった場合、発光制御手段によって、電気二重層コンデンサの蓄積電力が面状発光手段へ自動的に供給されるのに伴って面状発光手段の発光面が光り出す。発光面から出る光はタイル面部の透光性領域を通り抜け、タイルの周囲に放出される結果、タイルの発光機能が果たされる。
【００１７】
つまり、請求項１の発光タイルには、太陽電池および電気二重層コンデンサによる自家発電機能が備わっているので、タイルを据えつけれるだけで済むようになり、従来のような配線工事や工事後の点検の必要はない上、災害等による停電時も発光停止という事態に陥る心配がなくなり、発光機能はしっかり維持される。また、本発明の発光タイルの発光手段は、点状や線状ではなくて面状であるので、眩しすぎたり、目障りになったりするようなことはなく、従来に比べて意匠性が高くなる。
【００１８】
また、複数の太陽電池が１ケ所に固まって配置されるのではなくて、面状発光手段の発光面の周囲に沿って分かれて設置されており、タイル面部の上に何か異物体（例えば落葉や紙屑）が載った場合でも、異物体の下にならずに太陽光が受光できる太陽電池が残存するので、電気二重層コンデンサへの電力蓄積動作は継続される。
【００１９】
請求項２の発光タイルでは、複数個の太陽電池が並列構造を含むので、一部の太陽電池がゴミなどで覆われても十分に蓄電可能である。
【００２０】
請求項３の発光タイルでは、発光時、投光手段により透明プレート内へ面方向に向けて入射された光は、裏面側の光反射面で反射してタイル面部の方へ向きを変え、表面側の光散乱面で散乱を受けながらタイル面部の透光性領域から周囲へ放出される。そのため、光反射面による光反射で入射光の大部分が放出されて発光面が明るくなるとともに、光散乱面による光散乱（光拡散）で発光面が非常に柔らかい（ソフトな）感じになる。
【００２１】
請求項４の発光タイルでは、発光時、投光手段により透明プレート内へ面方向に向けて入射された光は、裏面側の光乱反射面で反射してタイル面部の方へ向きを変えると同時に散乱を受けてタイル面部の透光性領域から周囲へ放出される。そのため、光乱反射面による光反射で入射光の大部分が放出されて発光面が明るくなるとともに、光乱反射面による光散乱（光拡散）で発光面が非常に柔らかい感じになる。
【００２２】
請求項５の発光タイルでは、投光手段の複数個の光源の入射方向が互い違いとなっていて、透明プレート内に万遍なく光源の光が入射されるので、面状発光手段の発光面が光むらのない均一なものとなる。
【００２３】
請求項６の発光タイルでは、面状発光手段の発光面には表示部材が設けられており、発光機能に加え表示部材による表示機能が加わる。
【００２４】
請求項７の発光タイルでは、面状発光手段の発光面に光透過領域と遮光領域の組み合わせによる表示部材が設けられているとともに、投光手段の光が遮光領域の裏側の光反射面で反射されて放出される結果、投光手段の光が遮光領域で吸収されることなく光透過領域から漏れなく放出されて光透過領域と遮光領域との光量差が顕著となるので、表示部材が明瞭に見える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例に係る発光タイルを真上から見た状態を示す平面図、図２は実施例の発光タイルの内部構成を示す垂直断面図、図３は実施例の発光タイルを斜め上方より見た状態を示す斜視図、図４は実施例の発光タイルの施工後の状況を示す斜視図、図５は実施例の発光タイルの電気回路である。
【００２６】
実施例の発光タイルは、図１〜３に示すように、全体形状が平箱をひっくり返して伏せたような形の透明ガラス製タイル本体１を備えていて、タイル本体１の上面壁部分が板状のタイル面部１Ａであり、タイル本体１の側壁部分がタイル面部１Ａを支える脚部１Ｂである。したがって、実施例の場合、タイル面部１Ａは全体が透光性領域となっている。実施例の発光タイルは、図４に示すように、タイル面部１Ａの表面が地面に露出するように埋め込まれて施工されるものであり、タイル面部１Ａの表面が所謂タイル面となり、図示通りに多数の発光タイルが前後左右に並べられて施工されることもあれば、発光タイルが１個だけ孤立状態で単独施工されることもある。
【００２７】
そして、実施例の発光タイルの場合、プレート状のタイル面部１Ａと脚部１Ｂがタイル面部１Ａの裏側へ作る空間Ｓに発光機能を果たすのに必要な部品類が収納されている。すなわち、図１ないし図２に示すように、発光用の電力をつくる太陽電池２と、太陽電池２が発生する電力を蓄積するための電気二重層コンデンサ３と、タイル部１Ａの表面より周囲へ放出する光を発する面状発光部４と、面状発光部４の点灯制御を司る発光制御回路などを搭載したプリント基板５がタイル面部１Ａの空間Ｓに収められており、太陽光が降り注ぐ昼間、太陽電池２で発生した電力が電気二重層コンデンサ３に蓄積される一方、太陽が没する夕刻になって周囲が暗くなると電気二重層コンデンサ３の蓄積電力が面状発光部４へ供給されて面状発光部４の発光面４Ａが自動的に発光してタイルが光る構成となっている。
【００２８】
実施例の発光タイルの場合、周囲から太陽光を受けなければならない太陽電池２と光を周囲へ放出しけなければならない面状発光部４とは、タイル面部１Ａの直下に配置され、周囲とは直接的に関係しない電気二重層コンデンサ３やプリント基板５は、太陽電池２および面状発光部４の下側へ配置されている。以下、実施例の発光タイルの各部構成を詳しく説明する。
【００２９】
実施例の場合、タイル本体１のタイル面部１Ａの裏側の空間Ｓは、発光機能に必要な部品類が収められた後、底部開口から耐水性樹脂ＰＳが充填されることにより完全に樹脂封止されているので、完全防水性構造となっている。したがって、図４に示すように、実施例の発光タイルが地面に埋設された場合でも、タイル面部１Ａの空間Ｓ内の部品類は水分・湿気から守られることになる。
【００３０】
実施例の発光タイルでは、８個の太陽電池２が、図１又は図３に示すように、面状発光部４の発光面４Ａの周囲を巡るようにして分かれて設置されており、タイル面部１Ａを透過した太陽光をおのおの受光して起電力を同時に発生する並列配置構成となっている。また、実施例の場合、個々の太陽電池２は６個の単位セル２ａが直列に接続された構成である。勿論、太陽電池２における単位セルの個数は、特定の数に限られるものではなくて、太陽電池２に必要とされる電圧に応じて１個以上の適当な数が選ばれることは言うまでもない。
【００３１】
そして、実施例の発光タイルの場合、図５に示すように、電気二重層コンデンサ３には各太陽電池２が並列に接続されていて、各太陽電池２に発生した電力が電気二重層コンデンサ３に蓄積される構成となっている。このように各太陽電池２を並列接続したことにより、一部の太陽電池２がゴミなどで覆われたとしても十分に蓄電可能であるので、タイルが汚染されても十分に使用することができる。
【００３２】
なお、各太陽電池２を全て並列に接続するのではなく、所要の電圧に応じて直列接続を併用した直並列接続にしてもよい。また、電気二重層コンデンサ３は、図５に示すように１個である必要はなく、必要とされる静電容量に応じて複数個の並列接続構成がとられることもある。
【００３３】
また、各太陽電池２による総発電量は、曇天や雨天が続き日中の日射量が少ない場合を想定し、その場合でも負荷が当日中に消費する電力を電気二重層コンデンサ３へ充電できるように設定してある。また、電気二重層コンデンサ３の容量は、負荷が１日に消費する電力を蓄電できる容量に設定する。このため電気二重層コンデンサ３は、容量の余裕が従来の蓄電池を使用した場合に比べ１／５〜１／３０となり、その寸法が従来の蓄電池と比べると大幅に小型軽量なものとなる。
【００３４】
なお、実施例の場合、図５に示すように、太陽電池２と電気二重層コンデンサ３の間には、過電圧保護回路６、逆流防止ダイオード７、および、電圧安定化回路８が設けられている。
【００３５】
太陽電池２の充電電圧が電気二重層コンデンサ３の許容電圧を越す過充電電圧になるのを防止するために、過電圧保護回路６が設けられている。また、夜間など太陽電池２に起電力が発生しない時は、電気二重層コンデンサ３の側が高電圧となり、電力が太陽電池２の方へ逆流する不都合が起こるので、逆流防止ダイオード７によって電気二重層コンデンサ３の蓄積電力の逆流を防止する。さらに、電圧安定化回路８によって充電電圧を常に一定に保ち充電電圧の変動を防止する。
【００３６】
一方、面状発光部４は、図６に示すように、タイル面部１Ａに対して面平行（向かい合う面が平行）の状態で配置された透明プレート４Ｂと、透明プレート４の対抗する一対の端面４Ｃ，４Ｄの側からそれぞれ透明プレート４Ｂ内へ面方向に光を入射する４個の発光ダイオード（ＬＥＤ）４Ｅ〜４Ｈを具備するとともに、透明プレート４Ｂのタイル面部１Ａに近い方の表面４Ｉの側が光散乱面となっており、透明プレート４Ｂのタイル面部１Ａに遠い方の表面（裏面）４Ｊの側が光反射面となっている。
【００３７】
また、端面４Ｃの側と端面４Ｄの側に分かれて設けられた発光ダイオード４Ｅ，４Ｆおよび発光ダイオード４Ｇ，４Ｈは、図６に一点鎖線で示すように、透明プレート４Ｂへの光の入射方向が互い違いとなる位置にそれぞれ配置されている。これら発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの取り付けは、透明プレート４Ｂの端面４Ｃ，端面４Ｄに密着配置された長細い白色の不透明樹脂ピース４ａ，４ｂの孔に挿入固定することにより行われている。
【００３８】
実施例の場合、透明プレート４Ｂは無色透明アクリル板が用いられており、また、光散乱面（光散乱手段）は表面４Ｉをサンドブラスト処理することで形成され、光反射面は、図７に示すように、裏面４Ｊへ白色塗膜４Ｋ（光反射手段）および白色シート４Ｌ（光反射手段）を積層することにより形成されている。
【００３９】
なお、光散乱面は、光散乱性シート（光散乱手段）を表面４Ｉに積層することで形成してもよい。また光反射面も、裏面４Ｊに金属膜を形成したり、鏡面シートを積層することにより形成し、入射光を鏡面反射としてもよい。
【００４０】
さらに、透明プレート４Ｂの端面４Ｃ，端面４Ｄの側は不透明樹脂ピース４ａ，４ｂの白色表面により反射面となっており、透明プレート４Ｂの残りの二端面の側も白色塗膜（図示省略）を形成するなどして反射面とされている。勿論、透明プレート４Ｂの各端面の側に鏡面金属層などを設けて反射面を形成するようにしてもよい。
【００４１】
発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈが点灯すると、図８に示すように、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈから透明プレート４Ｂへ入射した光が裏面４Ｊの側の光反射面で反射してタイル面部１Ａの方へ向きを変え、表面４Ｉの側の光散乱面で散乱を受けながらタイル面部１Ａから周囲へ放出される。面状発光部４は面状発光体であるから発光面Ａは柔らかくて見た目に好ましい。そして、光反射面による光反射によって入射光の大部分が放出されるので、発光面４Ａが明るい上に、光散乱面による光散乱（光拡散）で発光面４Ａは非常に柔らかい感じになる。加えて、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの光の入射方向が互い違いとなっていて、透明プレート４Ｂ内に万遍なく光が入射されるので、発光面４Ａは光むらが少ない均一なものとなる。
【００４２】
面状発光部４の発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈは発光制御回路５により次のように点灯制御される構成となっている。
【００４３】
すなわち、発光制御回路９は、周囲照度Ｌが予め定めた設定照度Ｌon以下であると判定すると電気二重層コンデンサ３の蓄積電力を面状発光部４の発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈへ供給する一方、逆に周囲照度Ｌが予め定めた設定照度Ｌoff 以上であると判定すると発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈへの蓄積電力供給を停止する構成となっている。実施例の場合、周囲照度Ｌの検出信号として、太陽電池２の起電力が利用されている。太陽電池２は光センサーでもあり、太陽電池２の起電力は周囲照度と比例関係にあって、太陽電池２の起電力が、周囲照度Ｌが発光タイルを光らせるべき照度（暗さ）であるかどうかを判定するのに利用できるのである。
【００４４】
なお、実施例の発光制御回路９では、電力供給開始時の設定照度Ｌonは、電力供給停止時の設定照度Ｌoff よりも少し低くなっている。電力の供給開始時と供給停止時の設定照度が同一では僅かな照度変動に反応して電力の開始・停止が頻繁に繰り返されるチャタリング現象が起こるので、このチャタリング現象を防ぐために、設定照度Ｌonで電力を供給開始した後、周囲照度Ｌが設定照度Ｌonより少し高目の設定照度Ｌoff 以上にならなければ電力の供給停止に移行しないよう所謂ヒステリシス特性がもたせられているのである。
【００４５】
図５に示すように、電気二重層コンデンサ３から昇圧回路１０を経由して蓄積電力が発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの陽極に供給されるとともに、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの陰極がスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２を介して共通ライン（アースライン）に接続されている。蓄積電力の供給時は発光制御回路９によってスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２がオンして、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈに電流が流れて点灯状態となる。
【００４６】
なお、実施例の場合、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２は短時間で交互にオンして、電力が節約される構成となっている。つまり、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈが高速で点滅しているのであるが、人間の目の残光現象で連続的に発光しているようにみえるので何ら問題はない。
【００４７】
スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２としては、例えばトランジスタが例示される。なお、発光ダイオードの定格電圧が低ければ、昇圧回路１０を省略して、電気二重層コンデンサ３から直に蓄積電力を発光ダイオードに供給する構成とする場合もある。なお、実施例の発光タイルでは、過電圧保護回路６、逆流防止ダイオード７、電圧安定化回路８、発光制御回路９、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２および昇圧回路１０、さらには電気二重層コンデンサ３もプリント基板５に纏めて搭載されている。
【００４８】
続いて、以上に説明した構成を有する実施例の発光タイルの稼働状況を、図９のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４９】
〔ステップＳ１〕太陽の出ている昼間は、太陽光を受けた各太陽電池２が電力を発生して電気二重層コンデンサ３へ送り込むので、電気二重層コンデンサ３には電力が蓄積されてゆく。昼間は周囲照度が高いので、発光制御回路９はスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２をオフを維持するので、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈには電流が全く流れず消灯状態のままであり、発光面４Ａは全く光らない。
【００５０】
〔ステップＳ２〕夕刻が近くなるに従って周囲照度Ｌが徐々に下がり、周囲照度Ｌが設定照度Ｌon以下になると、発光制御回路９がスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２を交互にオンにするので、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈに電流が流れて点灯状態となり、発光面４Ａが光り出して、発光タイルは発光状態に反転する。
【００５１】
〔ステップＳ３〕太陽が沈んだままの低い夜間は、周囲照度Ｌが照度Ｌon以下となったままとなるので、引き続き発光タイルは発光状態を維持する。
【００５２】
〔ステップＳ４〕夜明け近づくに従って周囲照度Ｌが徐々に上がり、周囲照度Ｌが設定照度Ｌonより少し高目の設定照度Ｌoff まで戻ると、発光制御回路９がスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２を再びオフにするので、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの電流がストップして消灯状態となる結果、発光面４Ａの光りが止まり、発光タイルは非発光状態へ反転する。以後、再びステップＳ１へ戻る。
【００５３】
上に述べたように、実施例の発光タイルは、太陽電池２および電気二重層コンデンサ３による適切な自家発電機能を備えているので、配線工事や工事後のチェックの必要がなくなり、施工・保守性が向上する上、停電時も発光状態を維持し続けるので、非常時の対応性が向上するとともに、面状発光部４が面状であって、眩しすぎたり、目障りになったりしないので、意匠性も向上する。
【００５４】
本発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５５】
（１）上記の実施例の発光タイルの場合、面状発光部４は透明プレート４Ｂの表面４Ｉの側を光散乱面とし、裏面４Ｊの側を光反射面とする構成であったが、透明プレートの裏面４Ｊの側を光乱反射面（光拡散反射面）とする面状発光部を備えた構成のものが、変形例として挙げられる。変形例の発光タイルでは、発光面４Ａが非常に柔らかい（ソフトな）感じのものとなり、また、透明プレート４Ｂの表面４Ｉの側の光散乱面は省略できる。
【００５６】
この変形例における光乱反射面は、透明プレートの裏面４Ｊの側をサンドブラスト処理するとともに裏面４Ｊに鏡面金属プレートを積層したり、或いは、裏面４Ｊに鏡面金属プレートの表面をサンドブラスト処理したものを積層したりすることで形成することができる。
【００５７】
（２）実施例の発光タイルにおいて、図１０に示すようなディスプレイプレート１１（表示部材）を発光面４Ａに積層したものが変形例として挙げられる。ディスプレイプレート１１は矢形の透明領域１１Ａ（光透過領域）に黒色領域１１Ｂ（遮光領域）が組み合わせられて矢印マークが形成されており、夜間でも発光タイルの発光機能により矢印マークも認識できる構成となっている。また、ディスプレイプレート１１は遮光領域１１Ｂの裏側が鏡面となっていて、光が黒色領域１１Ｂで光が吸収されることなく透明領域１１Ａから漏れなく放出される結果、透明領域１１Ａと黒色領域１１Ｂの間の光量差が顕著となるので、矢印マークがはっきり視認できる。この変形例の発光タイルの場合、発光機能に加えてディスプレイである矢印マークによる表示機能が加わることになる。
【００５８】
もちろん、ディスプレイの種類は矢印マークに限定されない。また、ディスプレイプレート１１を積層する代わりに、発光面４Ａに塗料でディスプレイを描くようにしてもよい。
【００５９】
（３）実施例の発光タイルでは、発光ダイオード式の面状発光部４を用いる構成であったが、面状発光部をＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子で構成したものが、変形例として挙げられる。
【００６０】
（４）実施例の発光タイルにおいて、電気二重層コンデンサ３の充電電圧が不足する場合は太陽電池２を直列接続して充電電圧を高める構成としたり、あるいは、電気二重層コンデンサ３の耐電圧が不足する場合は電気二重層コンデンサ３を直列接続して耐電圧を高める構成としたものが、変形例として挙げられる。
【００６１】
（５）実施例の発光タイルでは、タイル面部１Ａの全体が透光性領域となっていたが、タイル面部１Ａは全体が透光性領域である必要はなく、必要部分だけが透光性領域である構成であってもよい。
【００６２】
（６）実施例の発光タイルでは、タイル面部１Ａの縁に脚部１Ｂが設けられている構成であったが、タイル面部１Ａは完全な板状であって、発光機能に必要な部品類が別容器に収められてタイル面部１Ａの裏面側に取り付けられるような構成であってもよい。
【００６３】
（７）本発明の発光タイルは路面や壁面に埋め込まれる施工形態に限られず、例えば、消火栓の蓋として設置されるような施工形態もある。この場合、夜間でも消火栓の位置が直ぐに分かる。
【００６４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項１の発光タイルによれば、太陽電池および電気二重層コンデンサによる適切な自家発電機能を備えているので、配線工事や工事後のチェックの必要がなくなり、施工・保守性が向上する上、災害等による不意の停電時に発光停止という事態に陥る心配がなくなり、非常時対応性が向上するのに加え、発光手段が面状であるので、眩しすぎたり目障りになったりすることはなく意匠性も向上する。
【００６５】
また、複数の太陽電池が発光面の周囲に沿って分かれて設置されており、タイル面部の上に何か異物体が載った場合でも、異物体の下にならずに太陽光を受光できる太陽電池が残存するので、電気二重層コンデンサへの電力蓄積動作は継続される。
【００６６】
また、請求項２の発光タイルによれば、太陽電池の並列構造により一部の太陽電池がゴミなどで覆われても十分に蓄電可能であるので、タイルが汚染されても十分に使用することができる。
【００６７】
また、請求項３の発光タイルによれば、光反射面による光反射によって入射した光の大部分が放出されるので、発光面が明るい上に、光散乱面による光散乱で発光面が非常に柔らかい感じとなるので、意匠性がより向上する。
【００６８】
また、請求項４の発光タイルによれば、光乱反射面による光反射によって入射した光の大部分が放出されるので、発光面が明るい上に、光乱反射面による光散乱で発光面が非常に柔らかい感じとなるので、意匠性がより向上する。
【００６９】
また、請求項５の発光タイルによれば、投光手段の複数個の光源の光が透明プレート内に万遍なく入射されるので、面状発光手段の発光面が光むらのない均一なものとなる。
【００７０】
請求項６の発光タイルでは、面状発光手段の発光面に設けられた表示部材による表示機能が発光機能に加わり、より多機能なタイルとなる。
【００７１】
請求項７の発光タイルでは、光透過領域と遮光領域の組み合わせによる表示部材の遮光領域の裏側の光反射面で光が吸収されずに反射されて放出される結果、光透過領域と遮光領域の間の光量差が顕著となり、ディスプレイがハッキリ視認できる（明瞭に見える）。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の発光タイルを真上から見た状態を示す平面図である。
【図２】実施例の発光タイルの内部構成を示す縦断面図である。
【図３】実施例の発光タイルを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。
【図４】実施例の発光タイルの施工後の一例を示す斜視図である。
【図５】実施例の発光タイルの電気回路である。
【図６】実施例の発光タイルの面状発光部の構成を示す平面図である。
【図７】実施例の発光タイルの面状発光部の構成を示す側面図である。
【図８】実施例の発光タイルの面状発光部における光の反射を示す模式図である。
【図９】実施例の発光タイルの稼働経過を示すフローチャートである。
【図１０】変形例の発光タイルに用いるディスプレイシートを示す平面図である。
【符号の説明】
１ …タイル本体
１Ａ …板状タイル面部
２ …太陽電池
３ …電気二重層コンデンサ
４ …面状発光部
４Ａ …発光面
４Ｂ …透明プレート
４Ｃ，４Ｄ …端面
４Ｅ〜４Ｈ …発光ダイオード
４Ｉ …透明プレートの表面
４Ｊ …透明プレートの裏面
４Ｋ …白色塗膜
４Ｌ …白色シート
９ …発光制御回路
１１ …ディスプレイプレート（表示部材）
１１Ａ …透明領域（光透過領域）
１１Ｂ …黒色領域（遮光領域）
【発明の属する技術分野】
本発明は、庭や道路などの地面あるいはビルや家屋などの壁面に設けられる発光タイルに係り、発光タイルの施工・保守面の向上に加え意匠面の向上および非常時の対応面の向上を一挙に図るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、庭や道路などの地面あるいはビルや家屋などの壁面に設けられるタイルのひとつとして、発光機能をもつ発光タイルがある。従来の発光タイルは、透明なプレート状タイル面部の裏側に小型の蛍光灯が設置された構成となっており、施工の際には蛍光灯と外部電源との間の配線が同時に行われる。そして、夜間は外部電源から配線経由で供給される電力で蛍光灯が点灯し、闇の中にタイルが光って浮かび上がるように見えることから、発光タイルは、夜間の景観を高めたりする、夜間の行動の目印となったりするということで役立っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発光タイルの場合、施工・保守性や意匠性あるいは非常時の対応性が十分ではないという問題がある。
【０００４】
施工の際には蛍光灯と外部電源の間の配線工事を必ず行わなければならない。また工事後も配線チェックなどの保守作業が必要となる。発光タイルは単独ではなく複数個配設することが多いので、施工や保守（メンテナンス）は大変な作業となる。
【０００５】
また、線発光体である蛍光灯は輝度が高く、眩しい上に蛍光灯の形が透けて見えたりすることから、見た目に美しいとは言えない。
【０００６】
しかも、落雷や地震などで停電が起きた場合、発光タイルの発光機能は全く失われ、非常時の際の夜間行動の目印にはならなくなることもあるので、従来の発光タイルは、非常時の対応性も十分とは言えない。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、施工・保守性および意匠性のみならず非常時対応性にも優れる発光タイルを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の装置は、少なくとも一部が透光性領域となっている板状のタイル面部を備えているとともに、タイル面部の透光性領域を透過した太陽光をおのおの受光して起電力を発生するよう並べて配置された複数個の太陽電池と、太陽電池に発生した電力を蓄積する電気二重層コンデンサと、発光面をタイル面部の裏面に臨ませるようにして配置された面状発光手段と、周囲照度が予め定めた設定照度以下の場合には電気二重層コンデンサの蓄積電力を面状発光手段へ自動的に供給して面状発光手段の発光面を光らせる発光制御手段とを、タイル面部の裏面側に備えるとともに、前記太陽電池が前記面状発光手段の発光面の周囲に沿って設置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の発光タイルにおいて、前記複数個の太陽電池は並列構造を含むものである。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の発光タイルにおいて、面状発光手段は、タイル面部に対して面平行の状態で配置された透明プレートと、透明プレートの端面側から透明プレート内へ面方向に向けて光を入射する投光手段と、透明プレートにおけるタイル面部に近い方の表面側を光散乱面とする光散乱手段と、透明プレートにおけるタイル面部に遠い方の面を光反射面とする光反射手段とを有するものである。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載の発光タイルにおいて、面状発光手段は、タイル面部に対して面平行の状態で配置された透明プレートと、透明プレートの端面側から透明プレート内へ面方向に向けて光を入射する投光手段と、透明プレートにおけるタイル面部に遠い方の面を光乱反射面とする光乱反射手段とを有するものである。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の発光タイルにおいて、投光手段が対向する端面に分かれて設けられた複数個の光源を有しているとともに、各光源は、透明プレートへの光の入射方向が互い違いとなる位置に配置されているものである。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の発光タイルにおいて、面状発光手段の発光面に表示部材が設けられているものである。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の発光タイルにおいて、表示部材が光透過領域と遮光領域の組み合わせにより構成されているとともに、遮光領域の裏側に光反射面が設けられているものである。
【００１５】
【作用】
本発明に係る発光タイルにおける発光等の作用について説明する。
請求項１の発光タイルの場合、板状タイル面部の表面が露出するようにして（地面や壁面などの）取り付け面に施工される。施工後、発光タイルのタイル面部の透光性領域を太陽光が通り抜け、複数個の太陽電池へそれぞれ入射すると、太陽光を受光した各太陽電池は電力を発生すると同時に、電気二重層コンデンサへ電力を蓄積する。
【００１６】
そして、夕暮れになり、周囲照度が予め定めた設定照度以下になった場合、発光制御手段によって、電気二重層コンデンサの蓄積電力が面状発光手段へ自動的に供給されるのに伴って面状発光手段の発光面が光り出す。発光面から出る光はタイル面部の透光性領域を通り抜け、タイルの周囲に放出される結果、タイルの発光機能が果たされる。
【００１７】
つまり、請求項１の発光タイルには、太陽電池および電気二重層コンデンサによる自家発電機能が備わっているので、タイルを据えつけれるだけで済むようになり、従来のような配線工事や工事後の点検の必要はない上、災害等による停電時も発光停止という事態に陥る心配がなくなり、発光機能はしっかり維持される。また、本発明の発光タイルの発光手段は、点状や線状ではなくて面状であるので、眩しすぎたり、目障りになったりするようなことはなく、従来に比べて意匠性が高くなる。
【００１８】
また、複数の太陽電池が１ケ所に固まって配置されるのではなくて、面状発光手段の発光面の周囲に沿って分かれて設置されており、タイル面部の上に何か異物体（例えば落葉や紙屑）が載った場合でも、異物体の下にならずに太陽光が受光できる太陽電池が残存するので、電気二重層コンデンサへの電力蓄積動作は継続される。
【００１９】
請求項２の発光タイルでは、複数個の太陽電池が並列構造を含むので、一部の太陽電池がゴミなどで覆われても十分に蓄電可能である。
【００２０】
請求項３の発光タイルでは、発光時、投光手段により透明プレート内へ面方向に向けて入射された光は、裏面側の光反射面で反射してタイル面部の方へ向きを変え、表面側の光散乱面で散乱を受けながらタイル面部の透光性領域から周囲へ放出される。そのため、光反射面による光反射で入射光の大部分が放出されて発光面が明るくなるとともに、光散乱面による光散乱（光拡散）で発光面が非常に柔らかい（ソフトな）感じになる。
【００２１】
請求項４の発光タイルでは、発光時、投光手段により透明プレート内へ面方向に向けて入射された光は、裏面側の光乱反射面で反射してタイル面部の方へ向きを変えると同時に散乱を受けてタイル面部の透光性領域から周囲へ放出される。そのため、光乱反射面による光反射で入射光の大部分が放出されて発光面が明るくなるとともに、光乱反射面による光散乱（光拡散）で発光面が非常に柔らかい感じになる。
【００２２】
請求項５の発光タイルでは、投光手段の複数個の光源の入射方向が互い違いとなっていて、透明プレート内に万遍なく光源の光が入射されるので、面状発光手段の発光面が光むらのない均一なものとなる。
【００２３】
請求項６の発光タイルでは、面状発光手段の発光面には表示部材が設けられており、発光機能に加え表示部材による表示機能が加わる。
【００２４】
請求項７の発光タイルでは、面状発光手段の発光面に光透過領域と遮光領域の組み合わせによる表示部材が設けられているとともに、投光手段の光が遮光領域の裏側の光反射面で反射されて放出される結果、投光手段の光が遮光領域で吸収されることなく光透過領域から漏れなく放出されて光透過領域と遮光領域との光量差が顕著となるので、表示部材が明瞭に見える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例に係る発光タイルを真上から見た状態を示す平面図、図２は実施例の発光タイルの内部構成を示す垂直断面図、図３は実施例の発光タイルを斜め上方より見た状態を示す斜視図、図４は実施例の発光タイルの施工後の状況を示す斜視図、図５は実施例の発光タイルの電気回路である。
【００２６】
実施例の発光タイルは、図１〜３に示すように、全体形状が平箱をひっくり返して伏せたような形の透明ガラス製タイル本体１を備えていて、タイル本体１の上面壁部分が板状のタイル面部１Ａであり、タイル本体１の側壁部分がタイル面部１Ａを支える脚部１Ｂである。したがって、実施例の場合、タイル面部１Ａは全体が透光性領域となっている。実施例の発光タイルは、図４に示すように、タイル面部１Ａの表面が地面に露出するように埋め込まれて施工されるものであり、タイル面部１Ａの表面が所謂タイル面となり、図示通りに多数の発光タイルが前後左右に並べられて施工されることもあれば、発光タイルが１個だけ孤立状態で単独施工されることもある。
【００２７】
そして、実施例の発光タイルの場合、プレート状のタイル面部１Ａと脚部１Ｂがタイル面部１Ａの裏側へ作る空間Ｓに発光機能を果たすのに必要な部品類が収納されている。すなわち、図１ないし図２に示すように、発光用の電力をつくる太陽電池２と、太陽電池２が発生する電力を蓄積するための電気二重層コンデンサ３と、タイル部１Ａの表面より周囲へ放出する光を発する面状発光部４と、面状発光部４の点灯制御を司る発光制御回路などを搭載したプリント基板５がタイル面部１Ａの空間Ｓに収められており、太陽光が降り注ぐ昼間、太陽電池２で発生した電力が電気二重層コンデンサ３に蓄積される一方、太陽が没する夕刻になって周囲が暗くなると電気二重層コンデンサ３の蓄積電力が面状発光部４へ供給されて面状発光部４の発光面４Ａが自動的に発光してタイルが光る構成となっている。
【００２８】
実施例の発光タイルの場合、周囲から太陽光を受けなければならない太陽電池２と光を周囲へ放出しけなければならない面状発光部４とは、タイル面部１Ａの直下に配置され、周囲とは直接的に関係しない電気二重層コンデンサ３やプリント基板５は、太陽電池２および面状発光部４の下側へ配置されている。以下、実施例の発光タイルの各部構成を詳しく説明する。
【００２９】
実施例の場合、タイル本体１のタイル面部１Ａの裏側の空間Ｓは、発光機能に必要な部品類が収められた後、底部開口から耐水性樹脂ＰＳが充填されることにより完全に樹脂封止されているので、完全防水性構造となっている。したがって、図４に示すように、実施例の発光タイルが地面に埋設された場合でも、タイル面部１Ａの空間Ｓ内の部品類は水分・湿気から守られることになる。
【００３０】
実施例の発光タイルでは、８個の太陽電池２が、図１又は図３に示すように、面状発光部４の発光面４Ａの周囲を巡るようにして分かれて設置されており、タイル面部１Ａを透過した太陽光をおのおの受光して起電力を同時に発生する並列配置構成となっている。また、実施例の場合、個々の太陽電池２は６個の単位セル２ａが直列に接続された構成である。勿論、太陽電池２における単位セルの個数は、特定の数に限られるものではなくて、太陽電池２に必要とされる電圧に応じて１個以上の適当な数が選ばれることは言うまでもない。
【００３１】
そして、実施例の発光タイルの場合、図５に示すように、電気二重層コンデンサ３には各太陽電池２が並列に接続されていて、各太陽電池２に発生した電力が電気二重層コンデンサ３に蓄積される構成となっている。このように各太陽電池２を並列接続したことにより、一部の太陽電池２がゴミなどで覆われたとしても十分に蓄電可能であるので、タイルが汚染されても十分に使用することができる。
【００３２】
なお、各太陽電池２を全て並列に接続するのではなく、所要の電圧に応じて直列接続を併用した直並列接続にしてもよい。また、電気二重層コンデンサ３は、図５に示すように１個である必要はなく、必要とされる静電容量に応じて複数個の並列接続構成がとられることもある。
【００３３】
また、各太陽電池２による総発電量は、曇天や雨天が続き日中の日射量が少ない場合を想定し、その場合でも負荷が当日中に消費する電力を電気二重層コンデンサ３へ充電できるように設定してある。また、電気二重層コンデンサ３の容量は、負荷が１日に消費する電力を蓄電できる容量に設定する。このため電気二重層コンデンサ３は、容量の余裕が従来の蓄電池を使用した場合に比べ１／５〜１／３０となり、その寸法が従来の蓄電池と比べると大幅に小型軽量なものとなる。
【００３４】
なお、実施例の場合、図５に示すように、太陽電池２と電気二重層コンデンサ３の間には、過電圧保護回路６、逆流防止ダイオード７、および、電圧安定化回路８が設けられている。
【００３５】
太陽電池２の充電電圧が電気二重層コンデンサ３の許容電圧を越す過充電電圧になるのを防止するために、過電圧保護回路６が設けられている。また、夜間など太陽電池２に起電力が発生しない時は、電気二重層コンデンサ３の側が高電圧となり、電力が太陽電池２の方へ逆流する不都合が起こるので、逆流防止ダイオード７によって電気二重層コンデンサ３の蓄積電力の逆流を防止する。さらに、電圧安定化回路８によって充電電圧を常に一定に保ち充電電圧の変動を防止する。
【００３６】
一方、面状発光部４は、図６に示すように、タイル面部１Ａに対して面平行（向かい合う面が平行）の状態で配置された透明プレート４Ｂと、透明プレート４の対抗する一対の端面４Ｃ，４Ｄの側からそれぞれ透明プレート４Ｂ内へ面方向に光を入射する４個の発光ダイオード（ＬＥＤ）４Ｅ〜４Ｈを具備するとともに、透明プレート４Ｂのタイル面部１Ａに近い方の表面４Ｉの側が光散乱面となっており、透明プレート４Ｂのタイル面部１Ａに遠い方の表面（裏面）４Ｊの側が光反射面となっている。
【００３７】
また、端面４Ｃの側と端面４Ｄの側に分かれて設けられた発光ダイオード４Ｅ，４Ｆおよび発光ダイオード４Ｇ，４Ｈは、図６に一点鎖線で示すように、透明プレート４Ｂへの光の入射方向が互い違いとなる位置にそれぞれ配置されている。これら発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの取り付けは、透明プレート４Ｂの端面４Ｃ，端面４Ｄに密着配置された長細い白色の不透明樹脂ピース４ａ，４ｂの孔に挿入固定することにより行われている。
【００３８】
実施例の場合、透明プレート４Ｂは無色透明アクリル板が用いられており、また、光散乱面（光散乱手段）は表面４Ｉをサンドブラスト処理することで形成され、光反射面は、図７に示すように、裏面４Ｊへ白色塗膜４Ｋ（光反射手段）および白色シート４Ｌ（光反射手段）を積層することにより形成されている。
【００３９】
なお、光散乱面は、光散乱性シート（光散乱手段）を表面４Ｉに積層することで形成してもよい。また光反射面も、裏面４Ｊに金属膜を形成したり、鏡面シートを積層することにより形成し、入射光を鏡面反射としてもよい。
【００４０】
さらに、透明プレート４Ｂの端面４Ｃ，端面４Ｄの側は不透明樹脂ピース４ａ，４ｂの白色表面により反射面となっており、透明プレート４Ｂの残りの二端面の側も白色塗膜（図示省略）を形成するなどして反射面とされている。勿論、透明プレート４Ｂの各端面の側に鏡面金属層などを設けて反射面を形成するようにしてもよい。
【００４１】
発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈが点灯すると、図８に示すように、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈから透明プレート４Ｂへ入射した光が裏面４Ｊの側の光反射面で反射してタイル面部１Ａの方へ向きを変え、表面４Ｉの側の光散乱面で散乱を受けながらタイル面部１Ａから周囲へ放出される。面状発光部４は面状発光体であるから発光面Ａは柔らかくて見た目に好ましい。そして、光反射面による光反射によって入射光の大部分が放出されるので、発光面４Ａが明るい上に、光散乱面による光散乱（光拡散）で発光面４Ａは非常に柔らかい感じになる。加えて、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの光の入射方向が互い違いとなっていて、透明プレート４Ｂ内に万遍なく光が入射されるので、発光面４Ａは光むらが少ない均一なものとなる。
【００４２】
面状発光部４の発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈは発光制御回路５により次のように点灯制御される構成となっている。
【００４３】
すなわち、発光制御回路９は、周囲照度Ｌが予め定めた設定照度Ｌon以下であると判定すると電気二重層コンデンサ３の蓄積電力を面状発光部４の発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈへ供給する一方、逆に周囲照度Ｌが予め定めた設定照度Ｌoff 以上であると判定すると発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈへの蓄積電力供給を停止する構成となっている。実施例の場合、周囲照度Ｌの検出信号として、太陽電池２の起電力が利用されている。太陽電池２は光センサーでもあり、太陽電池２の起電力は周囲照度と比例関係にあって、太陽電池２の起電力が、周囲照度Ｌが発光タイルを光らせるべき照度（暗さ）であるかどうかを判定するのに利用できるのである。
【００４４】
なお、実施例の発光制御回路９では、電力供給開始時の設定照度Ｌonは、電力供給停止時の設定照度Ｌoff よりも少し低くなっている。電力の供給開始時と供給停止時の設定照度が同一では僅かな照度変動に反応して電力の開始・停止が頻繁に繰り返されるチャタリング現象が起こるので、このチャタリング現象を防ぐために、設定照度Ｌonで電力を供給開始した後、周囲照度Ｌが設定照度Ｌonより少し高目の設定照度Ｌoff 以上にならなければ電力の供給停止に移行しないよう所謂ヒステリシス特性がもたせられているのである。
【００４５】
図５に示すように、電気二重層コンデンサ３から昇圧回路１０を経由して蓄積電力が発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの陽極に供給されるとともに、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの陰極がスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２を介して共通ライン（アースライン）に接続されている。蓄積電力の供給時は発光制御回路９によってスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２がオンして、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈに電流が流れて点灯状態となる。
【００４６】
なお、実施例の場合、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２は短時間で交互にオンして、電力が節約される構成となっている。つまり、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈが高速で点滅しているのであるが、人間の目の残光現象で連続的に発光しているようにみえるので何ら問題はない。
【００４７】
スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２としては、例えばトランジスタが例示される。なお、発光ダイオードの定格電圧が低ければ、昇圧回路１０を省略して、電気二重層コンデンサ３から直に蓄積電力を発光ダイオードに供給する構成とする場合もある。なお、実施例の発光タイルでは、過電圧保護回路６、逆流防止ダイオード７、電圧安定化回路８、発光制御回路９、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２および昇圧回路１０、さらには電気二重層コンデンサ３もプリント基板５に纏めて搭載されている。
【００４８】
続いて、以上に説明した構成を有する実施例の発光タイルの稼働状況を、図９のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４９】
〔ステップＳ１〕太陽の出ている昼間は、太陽光を受けた各太陽電池２が電力を発生して電気二重層コンデンサ３へ送り込むので、電気二重層コンデンサ３には電力が蓄積されてゆく。昼間は周囲照度が高いので、発光制御回路９はスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２をオフを維持するので、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈには電流が全く流れず消灯状態のままであり、発光面４Ａは全く光らない。
【００５０】
〔ステップＳ２〕夕刻が近くなるに従って周囲照度Ｌが徐々に下がり、周囲照度Ｌが設定照度Ｌon以下になると、発光制御回路９がスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２を交互にオンにするので、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈに電流が流れて点灯状態となり、発光面４Ａが光り出して、発光タイルは発光状態に反転する。
【００５１】
〔ステップＳ３〕太陽が沈んだままの低い夜間は、周囲照度Ｌが照度Ｌon以下となったままとなるので、引き続き発光タイルは発光状態を維持する。
【００５２】
〔ステップＳ４〕夜明け近づくに従って周囲照度Ｌが徐々に上がり、周囲照度Ｌが設定照度Ｌonより少し高目の設定照度Ｌoff まで戻ると、発光制御回路９がスイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２を再びオフにするので、発光ダイオード４Ｅ〜４Ｈの電流がストップして消灯状態となる結果、発光面４Ａの光りが止まり、発光タイルは非発光状態へ反転する。以後、再びステップＳ１へ戻る。
【００５３】
上に述べたように、実施例の発光タイルは、太陽電池２および電気二重層コンデンサ３による適切な自家発電機能を備えているので、配線工事や工事後のチェックの必要がなくなり、施工・保守性が向上する上、停電時も発光状態を維持し続けるので、非常時の対応性が向上するとともに、面状発光部４が面状であって、眩しすぎたり、目障りになったりしないので、意匠性も向上する。
【００５４】
本発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５５】
（１）上記の実施例の発光タイルの場合、面状発光部４は透明プレート４Ｂの表面４Ｉの側を光散乱面とし、裏面４Ｊの側を光反射面とする構成であったが、透明プレートの裏面４Ｊの側を光乱反射面（光拡散反射面）とする面状発光部を備えた構成のものが、変形例として挙げられる。変形例の発光タイルでは、発光面４Ａが非常に柔らかい（ソフトな）感じのものとなり、また、透明プレート４Ｂの表面４Ｉの側の光散乱面は省略できる。
【００５６】
この変形例における光乱反射面は、透明プレートの裏面４Ｊの側をサンドブラスト処理するとともに裏面４Ｊに鏡面金属プレートを積層したり、或いは、裏面４Ｊに鏡面金属プレートの表面をサンドブラスト処理したものを積層したりすることで形成することができる。
【００５７】
（２）実施例の発光タイルにおいて、図１０に示すようなディスプレイプレート１１（表示部材）を発光面４Ａに積層したものが変形例として挙げられる。ディスプレイプレート１１は矢形の透明領域１１Ａ（光透過領域）に黒色領域１１Ｂ（遮光領域）が組み合わせられて矢印マークが形成されており、夜間でも発光タイルの発光機能により矢印マークも認識できる構成となっている。また、ディスプレイプレート１１は遮光領域１１Ｂの裏側が鏡面となっていて、光が黒色領域１１Ｂで光が吸収されることなく透明領域１１Ａから漏れなく放出される結果、透明領域１１Ａと黒色領域１１Ｂの間の光量差が顕著となるので、矢印マークがはっきり視認できる。この変形例の発光タイルの場合、発光機能に加えてディスプレイである矢印マークによる表示機能が加わることになる。
【００５８】
もちろん、ディスプレイの種類は矢印マークに限定されない。また、ディスプレイプレート１１を積層する代わりに、発光面４Ａに塗料でディスプレイを描くようにしてもよい。
【００５９】
（３）実施例の発光タイルでは、発光ダイオード式の面状発光部４を用いる構成であったが、面状発光部をＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子で構成したものが、変形例として挙げられる。
【００６０】
（４）実施例の発光タイルにおいて、電気二重層コンデンサ３の充電電圧が不足する場合は太陽電池２を直列接続して充電電圧を高める構成としたり、あるいは、電気二重層コンデンサ３の耐電圧が不足する場合は電気二重層コンデンサ３を直列接続して耐電圧を高める構成としたものが、変形例として挙げられる。
【００６１】
（５）実施例の発光タイルでは、タイル面部１Ａの全体が透光性領域となっていたが、タイル面部１Ａは全体が透光性領域である必要はなく、必要部分だけが透光性領域である構成であってもよい。
【００６２】
（６）実施例の発光タイルでは、タイル面部１Ａの縁に脚部１Ｂが設けられている構成であったが、タイル面部１Ａは完全な板状であって、発光機能に必要な部品類が別容器に収められてタイル面部１Ａの裏面側に取り付けられるような構成であってもよい。
【００６３】
（７）本発明の発光タイルは路面や壁面に埋め込まれる施工形態に限られず、例えば、消火栓の蓋として設置されるような施工形態もある。この場合、夜間でも消火栓の位置が直ぐに分かる。
【００６４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項１の発光タイルによれば、太陽電池および電気二重層コンデンサによる適切な自家発電機能を備えているので、配線工事や工事後のチェックの必要がなくなり、施工・保守性が向上する上、災害等による不意の停電時に発光停止という事態に陥る心配がなくなり、非常時対応性が向上するのに加え、発光手段が面状であるので、眩しすぎたり目障りになったりすることはなく意匠性も向上する。
【００６５】
また、複数の太陽電池が発光面の周囲に沿って分かれて設置されており、タイル面部の上に何か異物体が載った場合でも、異物体の下にならずに太陽光を受光できる太陽電池が残存するので、電気二重層コンデンサへの電力蓄積動作は継続される。
【００６６】
また、請求項２の発光タイルによれば、太陽電池の並列構造により一部の太陽電池がゴミなどで覆われても十分に蓄電可能であるので、タイルが汚染されても十分に使用することができる。
【００６７】
また、請求項３の発光タイルによれば、光反射面による光反射によって入射した光の大部分が放出されるので、発光面が明るい上に、光散乱面による光散乱で発光面が非常に柔らかい感じとなるので、意匠性がより向上する。
【００６８】
また、請求項４の発光タイルによれば、光乱反射面による光反射によって入射した光の大部分が放出されるので、発光面が明るい上に、光乱反射面による光散乱で発光面が非常に柔らかい感じとなるので、意匠性がより向上する。
【００６９】
また、請求項５の発光タイルによれば、投光手段の複数個の光源の光が透明プレート内に万遍なく入射されるので、面状発光手段の発光面が光むらのない均一なものとなる。
【００７０】
請求項６の発光タイルでは、面状発光手段の発光面に設けられた表示部材による表示機能が発光機能に加わり、より多機能なタイルとなる。
【００７１】
請求項７の発光タイルでは、光透過領域と遮光領域の組み合わせによる表示部材の遮光領域の裏側の光反射面で光が吸収されずに反射されて放出される結果、光透過領域と遮光領域の間の光量差が顕著となり、ディスプレイがハッキリ視認できる（明瞭に見える）。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の発光タイルを真上から見た状態を示す平面図である。
【図２】実施例の発光タイルの内部構成を示す縦断面図である。
【図３】実施例の発光タイルを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。
【図４】実施例の発光タイルの施工後の一例を示す斜視図である。
【図５】実施例の発光タイルの電気回路である。
【図６】実施例の発光タイルの面状発光部の構成を示す平面図である。
【図７】実施例の発光タイルの面状発光部の構成を示す側面図である。
【図８】実施例の発光タイルの面状発光部における光の反射を示す模式図である。
【図９】実施例の発光タイルの稼働経過を示すフローチャートである。
【図１０】変形例の発光タイルに用いるディスプレイシートを示す平面図である。
【符号の説明】
１ …タイル本体
１Ａ …板状タイル面部
２ …太陽電池
３ …電気二重層コンデンサ
４ …面状発光部
４Ａ …発光面
４Ｂ …透明プレート
４Ｃ，４Ｄ …端面
４Ｅ〜４Ｈ …発光ダイオード
４Ｉ …透明プレートの表面
４Ｊ …透明プレートの裏面
４Ｋ …白色塗膜
４Ｌ …白色シート
９ …発光制御回路
１１ …ディスプレイプレート（表示部材）
１１Ａ …透明領域（光透過領域）
１１Ｂ …黒色領域（遮光領域）
Claims (7)
- 少なくとも一部が透光性領域となっている板状のタイル面部を備えているとともに、
タイル面部の透光性領域を透過した太陽光をおのおの受光して起電力を発生するよう並べて配置された複数個の太陽電池と、
太陽電池に発生した電力を蓄積する電気二重層コンデンサと、
発光面をタイル面部の裏面に臨ませるようにして配置された面状発光手段と、
周囲照度が予め定めた設定照度以下の場合には電気二重層コンデンサの蓄積電力を面状発光手段へ自動的に供給して面状発光手段の発光面を光らせる発光制御手段とを、
タイル面部の裏面側に備えるとともに、
前記太陽電池が前記面状発光手段の発光面の周囲に沿って設置されていることを特徴とする発光タイル。 - 請求項１に記載の発光タイルにおいて、前記複数個の太陽電池は並列構造を含む発光タイル。
- 請求項１または２に記載の発光タイルにおいて、面状発光手段は、タイル面部に対して面平行の状態で配置された透明プレートと、透明プレートの端面側から透明プレート内へ面方向に向けて光を入射する投光手段と、透明プレートにおけるタイル面部に近い方の表面側を光散乱面とする光散乱手段と、透明プレートにおけるタイル面部に遠い方の面を光反射面とする光反射手段とを有する発光タイル。
- 請求項１または２に記載の発光タイルにおいて、面状発光手段は、タイル面部に対して面平行の状態で配置された透明プレートと、透明プレートの端面側から透明プレート内へ面方向に向けて光を入射する投光手段と、透明プレートにおけるタイル面部に遠い方の面を光乱反射面とする光乱反射手段とを有する発光タイル。
- 請求項２ないし４のいずれかに記載の発光タイルにおいて、投光手段が対向する端面に分かれて設けられた複数個の光源を有しているとともに、各光源は、透明プレートへの光の入射方向が互い違いとなる位置に配置されている発光タイル。
- 請求項１から５のいずれかに記載の発光タイルにおいて、面状発光手段の発光面に表示部材が設けられている発光タイル。
- 請求項６に記載の発光タイルにおいて、表示部材が光透過領域と遮光領域の組み合わせにより構成されているとともに、遮光領域の裏側に光反射面が設けられている発光タイル。
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