JP5154114B2 - 発光装置、照射装置、発光システム、発光パターン変更方法、及び、発光システムの発光方法 - Google Patents

Description

本発明は、光の照射により太陽電池で生じる電力を利用して発光する発光装置等に関し、特に発光装置の発光パターンを出荷時や装置設置後でも自由に変更可能な発光装置、発光システム、発光パターン変更方法、発光システムの発光方法、及びその発光制御パターンを変更するための照射装置に関するものである。

近年、太陽電池で発電した電力を利用して発光する発光装置が、道路や駐車場等の誘導灯、歩道境界表示灯、庭や公園等の簡易照明灯などに多く用いられている。これら発光装置は、例えば、日照時などの外部の照度が高いときにはこの外部の光を利用して太陽電池が発電し、これを二次電池に蓄電する。また、日没後等などの外部の照度が低いときには二次電池に蓄電された電力を用いて発光する。

また最近では、発光装置の発光手段を複数設けたり多色発光ダイオード等を採用するとともに、これら発光手段が所定の発光パターンで点滅、変色する極めて装飾性の高い発光装置が庭などのイルミネーション等として商品化されている。

これら発光装置は、電力の供給源として太陽電池を用いているため、外部からの電力供給や頻繁な一次電池の交換が必要ない。このため、電源ケーブルの敷設やメンテナンス作業を行うことが困難な箇所にも設置することができる。また、発光装置は屋外で使用されることが多い関係上、高い防水性が要求されるが、太陽電池を用いた上記の発光装置は、筺体外部にケーブル等の接続孔や一次電池との端子電極が存在しないため極めて高い防水対策を施すことが可能となる。

従って、発光装置の筺体にコネクタなど電気的接点を設けることは、防水性に対する信頼性を確保する上で好ましいものではない。よって、発光装置に対する各条件設定は製造段階において行われ、製品製造後に変更することは基本的に不可能であった。このことは、発光装置の発光パターンの基となる発光制御パターンに関しても同様である。従って、発光装置を装飾として使用する場合、発光装置は一定の発光パターンを繰り返すのみで、ユーザにとっては物足りなさを感じる場合があった。また、製造者、販売者にとっては、発光パターンの異なる商品を多数揃える必要があり、多くの在庫を要するために製造上も流通上も極めて非効率的であった。さらに、これらの発光装置を複数設けても、一定の発光パターンでしか発光しない以上、応用性の極めて乏しいものであった。

上記の問題に対して、下記[特許文献１]に開示されている考案では、発光装置（特許文献１におけるＬＥＤ照明装置）の制御回路に予め複数の発光制御パターンを組み込み、その発光制御パターンの選択を磁気に反応するリードスイッチ、光に反応する光センサースイッチ、人体の手指の体温に反応するサーモスイッチなどのトリガスイッチを用いて非接触で行うことができる。このため、防水性を損なうことなく発光パターンの変更が可能となる。

実用新案登録第３１１９５３３号公報

しかしながら、[特許文献１]に開示されている考案は、発光装置に予め組み込まれた発光制御パターンを選択するだけのものであり、新たな発光制御パターンを設定することはできない。このため、発光パターンの数には限界があり、依然応用性に乏しいという問題点がある。

また、発光装置の形状、設置方法、用いるトリガスイッチの種類によっては、このトリガスイッチが発光手段や太陽電池のスペースを圧迫する場合があり、更なる改善が望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光手段及び太陽電池のスペースを圧迫することなく、発光装置の製造後であっても全く新たな発光制御パターンを非接触で設定変更することが可能な、発光装置、発光システム、発光パターン変更方法、発光システムの発光方法、及びその発光制御パターンを変更するための照射装置を提供することを目的とする。

本発明は、
（１）光の照射により電力を出力する太陽電池１２と、
太陽電池１２からの電力を蓄電する二次電池１６と、
太陽電池１２もしくは二次電池１６からの電力により点灯する発光手段１４と、
発光手段１４を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させる発光制御部１８と、を有する発光装置において、
前記発光装置は電気的な外部端子を備えておらず、
前記太陽電池１２に対して、手動で入力した発光制御データもしくは外部の記録媒体を介して入力した発光制御データに基づいて生成された光信号Ｓｏｐが照射装置によって照射されると、
前記太陽電池１２と発光制御部１８との間に設けられた信号分離回路４１が、太陽電池１２に前記光信号Ｓｏｐが照射されることによって生じる出力変化を分離し、
前記発光制御部１８が、信号分離回路４１が分離した出力変化を復調して前記発光制御データを取得し、取得した発光制御データに基づいて発光制御パターンを生成し、生成された発光制御パターンに基づいて前記発光手段１４を発光制御することを特徴とする発光装置を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）発光制御部１８は複数の基本発光制御パターンを有し、復調した発光制御データが基本発光制御パターンを使用する指示を示した場合は、指示された基本発光制御パターンと発光制御データによる発光制御パターンとを繋ぎ合わせて新たな発光制御パターンを作成することを特徴とする上記（１）記載の発光装置を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）上記（１）または（２）記載の発光装置が複数配列された発光体７０と、
光信号Ｓｏｐを前記発光装置の太陽電池１２に照射するための発光部２２を備えた光信号生成手段２４と、前記光信号生成手段２４に所定の光信号Ｓｏｐを生成させるように制御する照射制御部２８と、を備え、前記発光装置に光信号Ｓｏｐを照射するための照射装置６０ｂと、
を有することを特徴とする発光システム８０ａを提供することにより、上記課題を解決する。
（４）照射装置６０ｂが発光装置の太陽電池１２に向かって光信号Ｓｏｐを照射可能な位置に設置されるとともに、前記照射装置６０ｂが発する光信号Ｓｏｐの照射方向をそれぞれの発光装置の太陽電池１２に向けて自動的に変化させる駆動手段６５を有することを特徴とする上記（３）記載の発光システム８０ｂを提供することにより、上記課題を解決する。
（５）上記（３）または上記（４）記載の発光システム８０ａ、８０ｂの発光パターン変更方法であって、
照射装置６０ｂからの光信号Ｓｏｐの照射により、
発光体７０を構成する一部もしくは全ての発光装置の発光制御パターンを、一括して変更することを特徴とする発光システム８０ａ、８０ｂの発光パターン変更方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）上記（４）記載の発光システム８０ｂの発光パターン変更方法であって、
駆動手段６５が照射装置６０ｂの照射方向をそれぞれの発光装置の太陽電池１２に向けて自動的に変えるとともにそれと連動して照射装置６０ｂが光信号Ｓｏｐを照射することにより、発光体７０を構成する一部もしくは全部の発光装置の発光制御パターンを発光装置毎に変更することを特徴とする発光システム８０ｂの発光パターン変更方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）上記（３）または上記（４）記載の発光システム８０ａ、８０ｂの発光方法であって、
照射装置６０ｂが所定の光信号Ｓｏｐを照射することにより、発光体７０を構成する一部もしくは全部の発光装置の発光制御パターンを発光装置毎に変更し、
前記発光装置がそれぞれの発光制御パターンに基づいて発光することで、
前記発光体７０が全体として所定の発光パターンもしくは所定の連続性を有する画像を形成するように発光することを特徴とする発光システム８０ａ、８０ｂの発光方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（８）光の照射により電力を出力する太陽電池１２と、太陽電池１２からの電力を蓄電する二次電池１６と、太陽電池１２もしくは二次電池１６からの電力により点灯する発光手段１４と、発光手段１４を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させるとともに前記太陽電池１２に所定の光信号Ｓｏｐが照射されることによって生じる出力変化を電気信号として認識し当該電気信号に基づいて前記発光制御パターンを変更する発光制御部１８と、を有する発光装置に対して光信号Ｓｏｐを照射する照射装置であって、
前記光信号Ｓｏｐを前記発光装置の太陽電池１２に照射するための発光部２２を備えた光信号生成手段２４と、
前記光信号生成手段２４に所定の光信号Ｓｏｐを生成させるように制御する照射制御部２８と、
外部光を遮断して前記光信号Ｓｏｐのみを太陽電池１２に受光させるカバー部２６と、を有し、
前記光信号生成手段２４が機械的な開閉装置３８を備え、前記発光部２２で発した光を前記開閉装置３８により点滅させて光信号Ｓｏｐを生成することを特徴とする照射装置を提供することにより、上記課題を解決する。
（９）光の照射により電力を出力する太陽電池１２と、
太陽電池１２からの電力を蓄電する二次電池１６と、
太陽電池１２もしくは二次電池１６からの電力により点灯する発光手段１４と、
発光手段１４を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させる発光制御部１８と、を有する発光装置において、
前記発光装置は電気的な外部端子を備えておらず、
前記太陽電池１２に対して、手動で入力した発光制御データもしくは外部の記録媒体を介して入力した発光制御データに基づいて生成された光信号Ｓｏｐが上記（８）記載の照射装置によって照射されると、
前記発光制御部１８が、前記太陽電池１２に前記光信号Ｓｏｐが照射されることによって生じる出力変化を復調して前記発光制御データを取得し、取得した発光制御データに基づいて発光制御パターンを生成し、生成された発光制御パターンに基づいて前記発光手段１４を発光制御することを特徴とする発光装置を提供することにより、上記課題を解決する。
（１０）光の照射により電力を出力する太陽電池１２と、
太陽電池１２からの電力を蓄電する二次電池１６と、
太陽電池１２もしくは二次電池１６からの電力により点灯する発光手段１４と、
発光手段１４を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させる発光制御部１８と、を有する発光装置において、
前記発光制御部１８が、太陽電池１２に照射される外部光の長期的な照度の変化によって生じる出力変化を電気信号として認識するとともに、当該電気信号に基づいて前記発光制御パターンを変更するようにしたことを特徴とする発光装置を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る発光装置は、上記の構成により、
（１）発光制御パターンの変更を光信号を用いて非接触で行うため、外部端子等が不要で発光装置の防水性を損なうことがない。また、太陽電池が光信号の受光部を兼ねるため、新たなセンサ部材が不要で発光手段及び太陽電池のスペースを圧迫することがない。
（２）発光制御部が光信号に基づいて発光制御パターンを作成するため、発光装置製造後であっても発光制御パターンを比較的自由に設定することができる。このため、製造された発光装置の発光制御パターンを、ユーザもしくは販売者の注文に応じた設定に変更して出荷することが可能となり、在庫の削減及び製造、流通の効率化を図ることができる。また、発光装置設置後でも発光装置の発光パターンを様々に変更することが可能なため、ユーザ等の満足度を向上させることができる。
また、本発明に係る照射装置は、上記の構成により、
（３）発光装置の太陽電池に所定の光信号を効果的に照射し、発光装置の発光パターンを変更させることができる。
更に、本発明に係る発光システム、発光パターン変更方法、発光システムの発光方法は、上記の構成により、
（４）光システムの発光体を上記の発光装置で構成しているため、光システムの発光パターンを光システム設置後でも容易に変更することが可能となる。また、個々の発光装置の発光制御パターンを最適化することで、発光体全体として極めて優れた装飾性を付与することができる。更に、個々の発光装置の発光制御パターンによっては、発光体全体として文字や動画などを表示することも可能となる。

本発明に係る発光装置、照射装置、発光システム、発光パターン変更方法、及び、発光システムの発光方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る第１の実施の形態の発光装置及び照射装置の斜視図である。図２は、本発明に係る第１の実施の形態の照射装置を説明する図である。図３は、本発明に係る第１の実施の形態の発光装置のブロック図である。図４は、本発明に係る第２の実施の形態の発光装置及び照射装置の斜視図である。図５は、本発明に係る第２の実施の形態の発光装置のブロック図である。図６は、本発明に係る第１の実施の形態の発光システムを示す図である。図７は、本発明に係る第２の実施の形態の発光システムを示す図である。図８は、本発明に係る発光装置の例を示す図である。図９は、本発明に係る発光システムの例を示す図である。尚、ここで述べる実施の形態は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１に、本発明に係る第１の実施の形態の発光装置及び照射装置の斜視図を示す。本発明に係る第１の実施の形態の発光装置５０ａの筺体１０の内部には、二次電池１６と、発光制御部１８と、太陽電池１２と、単数もしくは複数の発光手段１４とを有している。また、発光装置５０ａ及び後述する発光装置５０ｂには、外部の照度を発光制御部１８に送信する図示しない光センサを設けてもよい。尚、防水性及び衝撃等の外部因子に対する強度が十分に確保可能な場合や、それらの虞がない箇所に設置する場合には、太陽電池１２及び発光手段１４を筺体１０の外部に設置することもできる。

筺体１０の材質としては、プラスチック、金属、ガラス等を用いることも、またこれらの材料を組み合わせることもできる。ただし、筺体１０の内部に太陽電池１２及び発光手段１４を設置する場合には、少なくとも太陽電池１２のパネル面及び発光手段１４の発光面に対向する部位は光透過性を有する必要がある。また、発光装置５０ａを屋外に設置する場合には、筺体１０には防水措置を施すことが好ましい。

太陽電池１２としては、光が照射されることにより電力を出力する単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、シリコンハイブリッド太陽電池などの周知の太陽電池を用いることができる。

発光手段１４としては、発光ダイオードや、多色発光ダイオードを用いることが好ましい。また、有機ＥＬディスプレイや、発光ダイオードをバックライトとしたカラー液晶を用いることも可能である。

二次電池１６としては、太陽電池１２で生じた電力を蓄電することが可能な、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池等の周知の二次電池、及びキャパシタ等を用いることができる。

また図１に示す、本発明に係る第１の実施の形態の照射装置６０ａは、発光部２２を備え図１中の矢印で示す光信号Ｓｏｐを発することが可能な光信号生成手段２４と、光信号生成手段２４を制御して光信号Ｓｏｐを生成するための照射制御部２８と、光信号Ｓｏｐを発光装置５０ａに向けて照射する際に外部光を遮断するためのカバー部２６とを有している。

発光部２２としては、高周波で点滅が可能な発光ダイオードや半導体レーザを用いることが好ましい。また、光信号Ｓｏｐに用いる光の波長としては、太陽電池１２がそれを受けて電力を出力可能なものであれば特に限定はないが、太陽電池１２における発電効率の良い波長を用いた方が、太陽電池１２における出力変化が大きく発光制御部１８がこれを電気信号として認識し易くなる。例えば、波長９１０ｎｍ前後の赤外光による発電効率が最も高い単結晶シリコンもしくは多結晶シリコン太陽電池を太陽電池１２として用いる場合、光信号Ｓｏｐの生成に用いる発光部２２としては波長９１０ｎｍ近傍の赤外線を発するような光源を使用することが好ましい。

次に、本発明に係る第１の実施の形態の発光装置５０ａと照射装置６０ａとの動作を、図２、図３を用いて説明する。尚、本例においては、パルス位相変調方式による光信号Ｓｏｐ生成の例を用いるが、その他の変調方式を用いて光信号Ｓｏｐを生成しても良い。ただし、その場合には照射制御部２８及び後述する信号分離回路４１の回路構成はそれに準じたものとなる。

先ず、図２を用いて照射装置６０ａの動作を説明する。図２（ａ）は照射装置６０ａのブロック図である。照射装置６０ａは照射制御部２８と光信号生成手段２４とを有しており、更に照射制御部２８は発振器３４と分周器３５と演算部３６とを有している。発振器３４は所定の周波数のパルス信号を生成し、分周器３５に出力する。分周器３５は発振器３４からのパルス信号を、図２（ｂ）に示すような、搬送波Ｓｃと信号波Ｓｓとに分周し、演算部３６に出力する。演算部３６は、入力部３７から入力された発光制御パターンの基となる発光制御データ（図２（ｂ）中、信号パルスＳｄの下部に記された０、１信号）と、分周器３５からの信号波Ｓｓとから、信号パルスＳｄを生成する。また更に演算部３６は、信号パルスＳｄを搬送波Ｓｃを用いて変調することで発光信号パルスＳｃｄを生成し、光信号生成手段２４に出力する。尚、発光信号パルスＳｃｄには、一般的に信号の始まりを示すリーダ信号Ｒと、信号の終わりを示すストップ信号Ｓとが挿入される。

そして、光信号生成手段２４の発光部２２は照射制御部２８から入力された発光信号パルスＳｃｄに従って点滅する。これにより、照射装置６０ａは発光信号パルスＳｃｄと同等な光信号Ｓｏｐを発光装置５０ａの太陽電池１２に向けて照射する。

尚、入力部３７で入力される発光制御データは、照射装置６０ａに入力キー等を設けて手動で行っても良いし、パーソナルコンピュータ等の外部機器と有線または無線で接続して、手動もしくは予め作成された発光制御データを送信することで行っても良い。更に、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性メモリ等の記録媒体を介して予め記録された発光制御データを入力しても良いし、インターネット等に公開された発光制御データを、携帯通話機器、パーソナルコンピュータ等により入手して、これを有線、無線または記録媒体を介して入力することで行っても良い。尚このように、予め作成された発光制御データを用いれば、複雑な発光制御データを正確かつ効率よく照射装置６０ａに入力することができる。

また、カバー部２６を有する照射装置６０ａと発光装置５０ａとを用いて、外部光を遮断した状態で光信号Ｓｏｐの送受信を行う場合においては、上記のような搬送波Ｓｃで変調した厳密なパルス信号を必ずしも用いる必要はない。従って、信号パルスＳｄを直接 発光信号パルスＳｃｄとして光信号Ｓｏｐの生成に用いることもできる。また、図２（ｃ）に示すように、光信号生成手段２４に照射制御部２８の制御により開閉する機械的なシャッタ、絞りなどの開閉装置３８を設けて、常時点灯している発光部２２からの光を開閉装置３８の開閉によって点滅させ、これを光信号Ｓｏｐとすることもできる。この構成によれば、照射装置６０ａの回路構成及び機構を単純化することが可能となり、照射装置６０ａの原価低減を図ることができる。また、発光部２２は点滅しないため、通常の電球、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯などを用いることが可能となる。

次に、図３のブロック図を用いて発光装置５０ａの動作を説明する。先ず、太陽電池１２に太陽光等の強い光が照射されると、太陽電池１２は発電して電力を出力する。この電力は逆流防止ダイオードＤ１を介して二次電池１６に蓄電される。二次電池１６に蓄電された電力は、発光制御部１８の駆動に用いられるとともに、後述する発光手段１４の点灯に用いられる。尚、太陽電池１２からの出力は発光制御部１８にも入力されるが、このときの太陽電池１２の出力からは所定の出力変化が検出されないため、発光制御部１８は発光制御パターンの変更動作を行うことはない。

次に、図示しない光センサから外部の照度低下を示す信号を受信した場合や、太陽電池１２からの出力が所定の時間低出力状態にあるなどした場合、発光制御部１８は日没などで外部が暗くなったと判断して、半導体メモリなどの記録手段３２に記録された所定の発光制御パターンに基づいて発光手段１４を点灯、点滅もしくは変色発光させる。これにより、発光装置５０ａは所定の発光パターンで発光する。尚、発光装置５０ａは外部の照度に関わらず、常時発光させても良いし、接近センサ等を設けて何らかの物体が接近した時に、一定時間発光させるようにしても良い。

また、発光手段１４の長時間に亘る点灯などにより、二次電池１６が完全に放電してしまった後、再度二次電池１６が充電され発光手段１４が点灯する場合も考えられる。このようなとき発光装置５０ａ及び後述する発光装置５０ｂは、発光制御パターンを記録している記録手段３２が揮発性メモリの場合には発光制御部１８等に予め設定されている初期発光制御パターンを、また記録手段３２が不揮発性メモリの場合には初期発光制御パターンもしくはその記録手段３２に最後に記録された発光制御パターンを読み出して、これに基づいて発光手段１４を点灯させる。

次に、光信号Ｓｏｐが発光装置５０ａの太陽電池１２に照射されたときの動作を説明する。発光装置５０ａにおける光信号Ｓｏｐの送受信は、照射装置６０ａのカバー部２６により外部光が遮断された状態で行われる。このため、太陽電池１２には光信号Ｓｏｐのみが入射することとなり、太陽電池１２の出力はその光信号Ｓｏｐの点滅に応じてオンオフするような変化を示す。この太陽電池１２の出力変化は、発光制御部１８において電流もしくは電圧の変化としての電気信号Ｓｅとして認識される。尚、このときの電気信号Ｓｅは、前述の発光信号パルスＳｃｄと同等なものとなる。

そして、発光制御部１８は認識された電気信号Ｓｅを所定の手法により復調して発光制御パターンの基となる発光制御データを取得する。尚、電気信号Ｓｅの復調は復調器を用いて行っても良い。次に、発光制御部１８は得られた発光制御データに基づいて発光制御パターンを作成し、この新たな発光制御パターンを記録手段３２に記録する。そして、発光装置５０ａの発光時には、この新たな発光制御パターンに基づいて発光手段１４が点灯し、発光装置５０ａが新たな発光パターンで発光する。

尚、記録手段３２もしくは発光制御部１８には、いくつかの基本発光制御パターンを記録させておき、発光制御データがそれらの基本発光制御パターンを使用する指示を示した場合は、この基本発光制御パターンと発光制御データによる発光制御パターンとを繋ぎ合わせて新たな発光制御パターンを作成しても良い。この基本発光制御パターンを用いる構成によれば、より効率的に発光制御パターンの作成を行う事ができる。

更に、例えば季節による日照時間の長短などの外部光の長期的な照度変化を光信号Ｓｏｐと見なして、これに伴う太陽電池１２の出力変化を発光制御部１８が認識し所定の発光制御パターンを選択するようにしても良い。即ち、季節によって日照時間は異なるため、日照時における太陽電池１２の高出力状態の時間もこれに伴って変化する。発光制御部１８がこの太陽電池１２の高出力状態の長短を電気信号Ｓｅ、例えば００１１１１・・・１１１０００として認識し、この電気信号Ｓｅに基づいて発光制御パターンを選択、変更するようにすれば、季節によって発光装置５０ａの発光パターンを自動的に変更することができる。つまりこの構成によれば、照射装置６０ａを用いなくとも発光装置５０ａの発光パターンを変更することができる。

次に、本発明に係る第２の実施の形態の発光装置と照射装置との斜視図を図４に示す。本発明に係る第２の実施の形態の発光装置５０ｂの筺体１０の内部には、図１に示す発光装置５０ａの構成に加え、信号分離回路４１を有している。また、本発明に係る第２の実施の形態の照射装置６０ｂは、図１に示す照射装置６０ａとほぼ同等であるが、外部光を遮蔽するためのカバー部２６を備えていない。

次に、図５のブロック図を用いて発光装置５０ｂの動作を説明する。尚、発光装置５０ｂの基本的な動作は発光装置５０ａと同様なため、重複する動作に関しては説明を省略するものとする。

発光装置５０ｂは、太陽電池１２から発光制御部１８までの信号経路に信号分離回路４１を有している。更に、信号分離回路４１は太陽電池１２の出力から所定の周波数以上の高周波成分を通過させるハイパスフィルタ４４を有している。尚、信号分離回路４１には分離した高周波成分を増幅するアンプ、高周波成分の不要なノイズ成分を除去するためのバンドパスフィルタなどの必要な回路を設けても良い。

先ず、発光装置５０ｂの太陽電池１２に太陽光等の外部光のみが照射されている場合、太陽電池１２の出力には所定の高周波成分が含まれていないため、信号分離回路４１を通過する信号は存在しない。よって、発光制御部１８は発光制御パターンの変更動作を行うことはない。

次に、照射装置６０ｂからの光信号Ｓｏｐが太陽電池１２に照射される場合、太陽電池１２の出力は外部光からの出力に、光信号Ｓｏｐの点滅に応じて所定の周波数で増減する出力変化、即ち高周波成分が加わるものとなる。この高周波成分を含む太陽電池１２からの出力が信号分離回路４１に入力されると、信号分離回路４１は高周波成分のみを発光制御部１８側に通過させる。発光制御部１８はこの高周波成分を電気信号Ｓｅと認識して、発光装置５０ａと同様にして発光制御パターンの変更を行う。このため、発光装置５０ｂの構成によれば、たとえ外部光が存在していたとしても、発光制御パターンの変更を行うことができる。また、外部光の影響を排除できるため、離れた場所からの光信号Ｓｏｐの遠隔照射により発光装置５０ｂの発光制御パターンの変更を行うことができる。

更に、発光装置５０ｂの発光制御部１８に、発光制御パターンの変更後、直ちに発光動作を行うような制御機能を付与することで、発光装置５０ｂの発光制御パターンが確実に変更されたか否かを直ぐに確認することができる。また、この制御機能の付与された発光装置５０ｂは、後述する連続した画像等を表示する発光システムにおいて特に好適である。

尚、発光装置５０ｂに光信号Ｓｏｐを照射する照射装置６０ｂの基本的な動作も照射装置６０ａと同様なためここでは説明を省略する。ただし、発光装置５０ｂに対する発光制御パターンの変更には、信号分離回路４１を通過可能な所定の周波数で変調した光信号Ｓｏｐが必要である。このため、前述した搬送波Ｓｃを使用しない光信号Ｓｏｐや、機械的な開閉装置３８により生成された光信号Ｓｏｐは用いることはできない。

照射装置６０ｂが照射する光信号Ｓｏｐに用いられる光の波長は、照射装置６０ａと同様に、太陽電池１２おける発電効率の良いものを用いることが好ましい。また、光信号Ｓｏｐに用いられる光が赤外光などの目視できない光である場合には、可視光を照射する第２の発光部を設け、照射装置６０ｂが目的の発光装置５０ｂに対して光信号Ｓｏｐを確実に照射しているか否かを視認可能なようにしても良い。尚、第２の発光部からの光は人間に対する視認用であるから、特に光信号Ｓｏｐに用いる必要はない。

また、二次電池１６が完全に充電された場合、その二次電池１６の端子間の電圧は上昇する。このことを利用して、発光制御部１８に二次電池１６の端子電圧の変化に基づいて所定の発光制御パターンを自動的に選択、変更するような機能を付与しても良い。

次に、図６、図７を用いて本発明に係る発光システムを説明する。尚、図６、図７においては、発光装置５０ｂの発光手段１４の記載は省略する。

本発明に係る発光システム８０ａは、発光装置５０ｂが複数配列されて構成された発光体７０と、単数もしくは複数の照射装置６０ｂとから構成される。発光体７０を構成する発光装置５０ｂの配列は特に限定されず、図６に示す格子状はもとより、円形状、多角形状、星型形状、帯状、動物形状、乗り物形状、など任意の形状をとることができる。そして、発光体７０は、建築物の壁面、公園や庭等のオブジェ、門、通路、また看板などに設置される。

発光システム８０ａ及び後述する発光システム８０ｂの発光パターンとしては、発光体７０を構成する発光装置５０ｂがそれぞれ異なる発光制御パターンに基づいて発光する場合と、一部もしくは全部の発光装置５０ｂが同一の発光制御パターンに基づいて発光する場合とが存在する。

発光体７０の一部もしくは全部の発光装置５０ｂを同一の発光制御パターンに基づいて発光させる場合、それぞれの発光装置５０ｂに対し個々に光信号Ｓｏｐを照射して発光制御パターンの変更を行っても良いが、図６に示すように、光信号Ｓｏｐを広範囲に照射可能な照射装置６０ｂを用いて、その照射範囲内の発光装置５０ｂの発光制御パターンを一括して変更するほうが効率良く変更作業を行うことができる。尚、光信号Ｓｏｐの照射範囲の広域化は、照射装置６０ｂの発光部２２の部材の選択、高出力化、発光部２２の設置位置、光学レンズ等の設置などにより行う事ができる。また、照射装置６０ｂは、発光体７０を構成する全ての発光装置５０ｂの太陽電池１２に光信号Ｓｏｐが照射可能な位置に固定しても良いし、発光制御パターンの変更時にのみ携帯もしくは設置して用いても良い。

次に、発光システムの発光体７０を構成する発光装置５０ｂをそれぞれ別の発光制御パターンに基づいて発光させる場合、それぞれの発光装置５０ｂに対し個々に光信号Ｓｏｐを照射して発光制御パターンを変更しても良いが、図７の発光システム８０ｂとして示す以下のような構成としても良い。

発光システム８０ｂは発光システム８０ａと同様に複数の発光装置５０ｂが配列された発光体７０と、発光装置５０ｂの太陽電池１２に光信号Ｓｏｐを照射できるような位置に設置された単数もしくは複数の照射装置６０ｂと、それぞれの発光装置５０ｂの太陽電池１２に向けて照射装置６０ｂの照射方向を変化させることが可能な駆動手段６５とを有している。尚このときの照射装置６０ｂの光信号生成手段２４としては、発光部２２にレーザ光のような収束性を有する光を発する光源を用いるなどして、高い指向性を有する光信号Ｓｏｐを生成できるものが好ましい。

次に、発光システム８０ｂの動作を説明する。発光体７０を構成する任意の発光装置５０ｂの発光制御パターンを変更する場合、図示しないシステム制御手段に、変更したい発光装置５０ｂの位置もしくは番号と変更する発光制御パターンの基となるデータ（発光制御データ）等を入力する。入力方法はその都度手動で行っても良いが、前述した入力部３７に発光制御データを入力する手法を用いて予め作成されたデータを入力して行うことが好ましい。

システム制御手段に上記のデータが入力されると、システム制御手段は駆動手段６５を稼動させ、照射装置６０ｂの照射方向を指示された発光装置５０ｂの太陽電池１２に向けて変化させる。そして、この変化が終わると照射装置６０ｂは入力されたデータに基づく光信号Ｓｏｐをその発光装置５０ｂの太陽電池１２に向けて照射する。光信号Ｓｏｐが照射された発光装置５０ｂは前述の動作に従って発光制御パターンを変更する。

複数の発光装置５０ｂの発光制御データを変更する場合、システム制御手段は入力されたデータに基づいて上記の動作を繰り返し、順次、所定の発光装置５０ｂの発光制御データの変更を行う。

上記のような発光システム８０ａ、８０ｂでは、それぞれの発光装置５０ｂにおける発光手段１４をあたかも一つの画素として機能するように、それぞれの発光制御パターンを最適化することで発光体７０全体として連続する文字の表示や、例えば、花が開く、雨が降るなどの連続性を有するアニメーション画像を表示することが可能となる。この際、発光体７０の表示によっては一部の発光装置５０ｂが全く点灯しないことも考えられるが、このようなときには発光手段１４が全く点灯しない発光制御パターンをその発光装置５０ｂに送信すれば良い。

更に、発光システム８０ｂでは、前述の発光制御パターン変更動作を発光体７０を構成する全部もしくは所定の範囲の発光装置５０ｂに対し順次走査するように繰り返して行い、それぞれの発光装置５０ｂの発光制御パターンを所定の時間間隔で随時変更し続けるような構成をとることもできる。このような構成とすれば、発光体７０全体として更に長時間のニュース、広告などの連続した文字表示や長時間のアニメーションなどの動画を表示させることができる。尚、このように発光制御パターンを随時変更し続ける場合には、用いる発光装置５０ｂとしては常時発光するものか、発光制御パターンを変更した直後に発光動作を行うものを用いることが好ましい。

これら、発光システム８０ａ、８０ｂは発光体７０全体として装飾性の高い発光パターンや動画、文字などを表示可能であるにもかかわらず、それぞれの発光装置５０ｂは独立したものであり、発光装置５０ｂ間に発光パターンの制御、連携を行うケーブルや無線装置などは必要ない。このため、発光装置５０ｂの防水性の確保が図れるとともに発光装置５０ｂのコスト削減を図ることができる。

以上のように本発明によれば、発光制御パターンの変更に光信号Ｓｏｐを用いて非接触で行うため、発光装置には外部端子等が不要で防水性を損なうことがない。また、光信号Ｓｏｐの受光部は太陽電池が兼ねるため、新たなセンサ部材が不要で発光手段及び太陽電池のスペースを圧迫することがない。

更に、発光装置の発光制御部が光信号Ｓｏｐに基づいて発光制御パターンを作成するため、発光装置製造後であっても発光制御パターンを比較的自由に設定することができる。従って、在庫の削減及び製造、流通の効率化を図ることができるとともに、発光装置設置後でもユーザの要望等に応じて、発光装置の発光パターンを様々に変更することが可能となる。

また更に、本発明に係る発光装置及び照射装置を用いた発光システムは、個々の発光装置の発光制御パターンを最適化することで、発光体全体として極めて装飾性の高い発光パターンや文字表示、アニメーションなども表示することが可能となる。

尚、本発明に係る発光装置５０ａ、５０ｂの形状及び発光手段１４等の配置は、図１、図４に示すものに特に限定されず、例えば図８に示すような形状としてもその他の任意の形状としても良い。また、本発明に係る発光システム８０ａ、８０ｂの配置等も、図６、図７に示すものに特に限定されるものではなく、例えば図９に示すような配置としてもその他の任意の配置としても良い。更に、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

本発明に係る第１の実施の形態の発光装置及び照射装置の斜視図である。 本発明に係る第１の実施の形態の照射装置を説明する図である。 本発明に係る第１の実施の形態の発光装置のブロック図である。 本発明に係る第２の実施の形態の発光装置及び照射装置の斜視図である。 本発明に係る第２の実施の形態の発光装置のブロック図である。 本発明に係る第１の実施の形態の発光システムを示す図である。 本発明に係る第２の実施の形態の発光システムを示す図である。 本発明に係る発光装置の例を示す図である。 本発明に係る発光システムの例を示す図である。

符号の説明

１２ 太陽電池
１６ 二次電池
１４ 発光手段
１８ 発光制御部
２２ 発光部
２４ 光信号生成手段
２６ カバー部
２８ 照射制御部
３８ 開閉装置
４１ 信号分離回路
６５ 駆動手段
７０ 発光体
５０ａ、５０ｂ 発光装置
６０ａ、６０ｂ 照射装置
８０ａ、８０ｂ 発光システム
Ｓｏｐ 光信号

Claims (10)

1. 光の照射により電力を出力する太陽電池と、
   太陽電池からの電力を蓄電する二次電池と、
   太陽電池もしくは二次電池からの電力により点灯する発光手段と、
   発光手段を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させる発光制御部と、を有する発光装置において、
   前記発光装置は電気的な外部端子を備えておらず、
   前記太陽電池に対して、手動で入力した発光制御データもしくは外部の記録媒体を介して入力した発光制御データに基づいて生成された光信号が照射装置によって照射されると、
   前記太陽電池と発光制御部との間に設けられた信号分離回路が、太陽電池に前記光信号が照射されることによって生じる出力変化を分離し、
   前記発光制御部が、信号分離回路が分離した出力変化を復調して前記発光制御データを取得し、取得した発光制御データに基づいて発光制御パターンを生成し、生成された発光制御パターンに基づいて前記発光手段を発光制御することを特徴とする発光装置。
2. 発光制御部は複数の基本発光制御パターンを有し、復調した発光制御データが基本発光制御パターンを使用する指示を示した場合は、指示された基本発光制御パターンと発光制御データによる発光制御パターンとを繋ぎ合わせて新たな発光制御パターンを作成することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 請求項１または請求項２記載の発光装置が複数配列された発光体と、
   光信号を前記発光装置の太陽電池に照射するための発光部を備えた光信号生成手段と、前記光信号生成手段に所定の光信号を生成させるように制御する照射制御部と、を備え、前記発光装置に光信号を照射するための照射装置と、
   を有することを特徴とする発光システム。
4. 照射装置が発光装置の太陽電池に向かって光信号を照射可能な位置に設置されるとともに、前記照射装置が発する光信号の照射方向をそれぞれの発光装置の太陽電池に向けて自動的に変化させる駆動手段を有することを特徴とする請求項３記載の発光システム。
5. 請求項３または請求項４記載の発光システムの発光パターン変更方法であって、
   照射装置からの光信号の照射により、
   発光体を構成する一部もしくは全ての発光装置の発光制御パターンを、一括して変更することを特徴とする発光システムの発光パターン変更方法。
6. 請求項４記載の発光システムの発光パターン変更方法であって、
   駆動手段が照射装置の照射方向をそれぞれの発光装置の太陽電池に向けて自動的に変えるとともにそれと連動して前記照射装置が光信号を照射することにより、発光体を構成する一部もしくは全部の発光装置の発光制御パターンを発光装置毎に変更することを特徴とする発光システムの発光パターン変更方法。
7. 請求項３または請求項４記載の発光システムの発光方法であって、
   照射装置が所定の光信号を照射することにより、発光体を構成する一部もしくは全部の発光装置の発光制御パターンを発光装置毎に変更し、
   前記発光装置がそれぞれの発光制御パターンに基づいて発光することで、
   前記発光体が全体として所定の発光パターンもしくは所定の連続性を有する画像を形成するように発光することを特徴とする発光システムの発光方法。
8. 光の照射により電力を出力する太陽電池と、太陽電池からの電力を蓄電する二次電池と、太陽電池もしくは二次電池からの電力により点灯する発光手段と、発光手段を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させるとともに前記太陽電池に所定の光信号が照射されることによって生じる出力変化を電気信号として認識し当該電気信号に基づいて前記発光制御パターンを変更する発光制御部と、を有する発光装置に対して光信号を照射する照射装置であって、
   前記光信号を前記発光装置の太陽電池に照射するための発光部を備えた光信号生成手段と、
   前記光信号生成手段に所定の光信号を生成させるように制御する照射制御部と、
   外部光を遮断して前記光信号のみを太陽電池に受光させるカバー部と、を有し、
   前記光信号生成手段が機械的な開閉装置を備え、前記発光部で発した光を前記開閉装置により点滅させて光信号を生成することを特徴とする照射装置。
9. 光の照射により電力を出力する太陽電池と、
   太陽電池からの電力を蓄電する二次電池と、
   太陽電池もしくは二次電池からの電力により点灯する発光手段と、
   発光手段を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させる発光制御部と、を有する発光装置において、
   前記発光装置は電気的な外部端子を備えておらず、
   前記太陽電池に対して、手動で入力した発光制御データもしくは外部の記録媒体を介して入力した発光制御データに基づいて生成された光信号が請求項８記載の照射装置によって照射されると、
   前記発光制御部が、前記太陽電池に前記光信号が照射されることによって生じる出力変化を復調して前記発光制御データを取得し、取得した発光制御データに基づいて発光制御パターンを生成し、生成された発光制御パターンに基づいて前記発光手段を発光制御することを特徴とする発光装置。
10. 光の照射により電力を出力する太陽電池と、
    太陽電池からの電力を蓄電する二次電池と、
    太陽電池もしくは二次電池からの電力により点灯する発光手段と、
    発光手段を所定の発光制御パターンに基づいて点灯もしくは消灯させる発光制御部と、
    を有する発光装置において、
    前記発光制御部が、太陽電池に照射される外部光の長期的な照度の変化によって生じる出力変化を電気信号として認識するとともに、当該電気信号に基づいて前記発光制御パターンを変更するようにしたことを特徴とする発光装置。

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