JP5720456B2 - 自律移動型照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、自律移動することで太陽光発電と照明を効果的に行うことができる自律移動型照明装置に関する。

通常、照明装置は、屋内や屋外において所定の場所に設置され、その場所で照明を行う。また、撮影などにおいて照明したい場所を変える場合には、機械や人の力によって照明装置自体を移動させている。ところが、装飾照明などの分野においては、さまざまな照明形態の照明装置が要求されている。そこで、このような要求に応える照明装置として、例えば、空中を自在に動く照明装置などが開示されている（特許文献１参照）。

特許文献１では、空気より軽いガスを充填した風船体に、外部電源によって発光する発光源（ＬＥＤ（Light Emitting Diode））を備えるとともに、この風船体の下部にプロペラなどの上昇機構を備えた構成の浮遊照明具が開示されている。この浮遊照明具によれば、空中を浮遊しながら照明したり、上昇機構によって空中を上下左右に移動しながら照明したりすることにより、幻想的な照明を演出したり、音楽のリズムに合わせて芸術的な照明を演出したりすることができる。

また、特許文献２では、ＬＥＤと、複数枚の花弁状シートが放射状に開花したり紡錘状に閉花したりするように構成された太陽光パネルと、を組み合わせた街路灯の技術が開示されている。この技術によれば、日中において受光センサが太陽光を検知すると、複数枚の花弁状シートの太陽光パネルが放射状に開いて太陽光発電と充電を行い、夜間において受光センサが暗さを検知すると、花弁状シートの太陽光パネルが閉じるとともに、太陽光発電によって蓄電器に充電された電気エネルギーによってＬＥＤを点灯させて照明を行う。すなわち、この街路灯によれば、受光センサが検知した照度に基づいて、昼間は太陽光パネルによって発電および充電を行い、夜間は充電された電気エネルギーによってＬＥＤによる発光・照明を行うことができる。

特開２００５−３４７１６９号公報 特開２０１１−４０６３９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、外部電源によって点灯する照明装置を空中に浮遊させて照明を行うものであり、省エネルギーについて考慮されていない。また、特許文献２に開示された技術は、太陽光発電をすることである程度の省エネルギー化を実現しているが、照明装置が固定設置されているため、周囲の環境によっては、日中であっても太陽光が他の建物などに遮られて発電効率の低い時間帯が生まれるなど、省エネルギー化が不充分という問題があった。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、自律移動することで太陽光発電と照明を効果的に行うことができる自律移動型照明装置を提供することを課題とする。

本発明の前記課題は、下記の手段により達成される。

（１）外光の照度を検知する光センサと、受けた外光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換部と、前記光電変換部によって変換された電気エネルギーを充電する蓄電池と、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって発光する発光部と、移動手段と、前記光電変換部、前記蓄電池、および前記発光部をそれぞれ制御するとともに、前記光電変換部が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより高い場所へ移動し、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより低い場所、または、所定の場所へ移動する制御部と、を備えることを特徴とする自律移動型照明装置。

（２）前記制御部は、前記光センサが検知した照度が第１の閾値以上のとき、前記移動手段を制御して、移動可能な範囲内で最も照度が高い場所に移動して停止し、その場所で、前記光電変換部が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させることを特徴とする（１）に記載の自律移動型照明装置。

（３）前記制御部は、前記光センサが検知した照度が、前記第１の閾値以下の値として設定されている第２の閾値未満のとき、前記移動手段を制御して、移動可能な範囲内で最も照度が低い場所、または、所定の場所へ移動して停止し、その場所で、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させることを特徴とする（２）に記載の自律移動型照明装置。

（４）前記制御部は、前記蓄電池に充電された電気エネルギーの残量が所定値以下のとき、前記移動手段を制御して、外部電源が存在する場所へ移動し、前記蓄電池を前記外部電源に接続して充電を実行することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（５）前記制御部は、前記発光部の発光中において前記蓄電池に充電された電気エネルギーの残量が所定値以下に低下したとき、前記移動手段を制御して、外部電源が存在する場所へ移動し、前記蓄電池を前記外部電源に接続して充電を実行し、前記発光部の発光を継続させることを特徴とする（３）に記載の自律移動型照明装置。

（６）前記制御部は、前記光センサが検知した照度のレベルに対応して、所定の明るさで前記発光部を発光させることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（７）前記自律移動型照明装置は、さらに、ユーザが前記自律移動型照明装置の動作に関するタイミングを設定するための操作部を備え、前記制御部は、前記光センサが検知した照度、または、前記操作部を用いて設定されたタイミングのいずれかに基づいて、前記移動手段による移動制御および前記光電変換部による前記蓄電池への充電制御、ならびに、前記移動手段による移動制御および前記発光部による発光制御の少なくともいずれかの制御を行うことを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（８）前記制御部は、前記光センサが検知した照度に優先して、前記操作部を用いて設定されたタイミングに基づいて、前記移動手段による移動制御および前記光電変換部による前記蓄電池への充電制御、ならびに、前記移動手段による移動制御および前記発光部による発光制御の少なくともいずれかの制御を行うことを特徴とする（７）に記載の自律移動型照明装置。

（９）前記自律移動型照明装置は、さらに、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ情報受信部を備え、前記制御部は、前記移動手段による移動制御を行う際、前記ＧＰＳ情報受信部が受信したＧＰＳ情報に基づいて前記自律移動型照明装置の位置を算出しながら当該移動制御を行うことを特徴とする（１）ないし（８）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１０）前記自律移動型照明装置は、さらに、他の自律移動型照明装置と相互に通信を行う相互通信手段を備え、前記制御部は、前記相互通信手段によって前記他の自律移動型照明装置と相互に通信を行い、当該他の自律移動型照明装置と連携して照明環境の調整を行うことを特徴とする（１）ないし（９）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１１）前記光センサは複数個であり、それぞれが、光源の方向によって検知する照度が互いに異なるように配置されており、前記制御部は、複数個の前記光センサが検知したそれぞれの照度に基づいて光源の方向を特定し、前記移動手段による移動制御を行うことを特徴とする（１）ないし（１０）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１２）前記制御部は、複数個の前記光センサが検知した照度から光の入射角度を算出し、前記光電変換部における受光量が最大になるように前記光電変換部の採光面の傾斜角度を変えることを特徴とする（１１）に記載の自律移動型照明装置。

（１３）前記自律移動型照明装置は、さらに、照度に関する外部情報を受信する外部情報受信部を備え、前記制御部は、前記外部情報受信部が受信した外部情報に基づいて前記移動手段の移動状態を制御することを特徴とする（１）ないし（１２）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１４）前記照度に関する外部情報は、気象情報であることを特徴とする（１３）に記載の自律移動型照明装置。

（１５）前記制御部は、時刻情報に基づいて、周囲環境における採光／遮光切替装置の状態を制御することを特徴とする（１）ないし（１４）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１６）前記自律移動型照明装置は、さらに、周囲の人を検知する人感センサを備え、前記制御部は、前記人感センサの検知情報に基づいて、前記発光部の発光の照度の調節を行うことを特徴とする（１）ないし（１５）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１７）前記自律移動型照明装置は、さらに、前記移動手段の移動経路における地面の清掃を行う清掃手段を備えることを特徴とする（１）ないし（１６）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１８）前記光電変換部は光電変換素子であり、前記発光部は発光素子であり、前記光電変換素子と前記発光素子は面状基材の両面にそれぞれ付設され、前記制御部は、前記光電変換素子が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより高い場所へ移動するとともに、前記面状基材の前記光電変換素子の側が光源に向くように制御し、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより低い場所、または、所定の場所へ移動するとともに、前記面状基材の前記発光素子の側が所定の方向に向くように制御することを特徴とする（１）ないし（１７）のいずれかに記載の自律移動型照明装置。

（１９）前記光電変換素子は有機太陽電池であり、前記発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする（１８）に記載の自律移動型照明装置。

（２０）外光の照度を検知する光センサの機能を備えるとともに、受けた外光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換部と、前記光電変換部によって変換された電気エネルギーを充電する蓄電池と、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって発光する発光部と、移動手段と、前記光電変換部、前記蓄電池、および前記発光部をそれぞれ制御するとともに、前記光電変換部が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させるときは、前記移動手段を制御して、前記光電変換部が検知する照度のより高い場所へ移動し、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させるときは、前記移動手段を制御して、前記光電変換部が検知する照度のより低い場所、または、所定の場所へ移動する制御部と、を備えることを特徴とする自律移動型照明装置。

本発明によれば、自律移動することで太陽光発電と照明を効果的に行うことができる自律移動型照明装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る自律移動型照明装置の構成を示すブロック図である。 図1に示す自律移動型照明装置を略円筒状に構成した場合の外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。 図２に示す自律移動型照明装置の光電変換部が太陽光の入射方向に対して最適に傾斜した状態を示す斜視図である。 図１に示す自律移動型照明装置を略円錐状に構成した場合の外観斜視図である。 図１に示す自律移動型照明装置を略紡錘状の浮遊体に構成した場合の外観斜視図である。 図１に示す自律移動型照明装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る自律移動型照明装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る自律移動型照明装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る自律移動型照明装置の外観斜視図である。 本発明の第５実施形態において、自律移動型照明装置、および、それを使用する家屋の概略図である。

《概要》
本発明を実施するための形態（以下、実施形態と称する。）に関し、まず、概要について説明する。本実施形態に係る自律移動型照明装置は、外光の照度を検知する光センサと、太陽電池などの光電変換部と、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と称する。）やＬＥＤなどの発光部と、タイヤなどの移動手段と、蓄電池と、を含んで構成される。そして、自律移動型照明装置は、日中は最も明るい場所へ移動し、外光によって発電して蓄電池を充電する。また、自律移動型照明装置は、夕方や夜間は、暗い場所や所定の場所へ移動し、発光部が蓄電池に充電された電気エネルギーによって発光する。

これによって、日中は、最も明るい場所で光電変換部が太陽光発電を行うことができるので、発電効率を最大限に高めることができる。また、夜間は、暗い場所や所定の場所で発光部が発光することができるので、効果的な照明を行うことができる。さらに、複数台の自律移動型照明装置が相互に連携して移動すれば、役割分担によりさらに効果的な照明を実現することができる。これらにより、外光（太陽光）の利用による高い省エネルギー化と自律移動によるインテリジェンス化を実現することができる。

《各実施形態》
以下、本実施形態に係る自律移動型照明装置の５つの実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の構成要素は同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。

《第１実施形態》
図１に示すように、自律移動型照明装置１０は、光センサ１と、光電変換部２と、蓄電池３と、発光部４と、移動手段５と、制御部６と、外部電源接続部７と、操作部８と、ＧＰＳ（Global Positioning System）情報受信部９と、を備えている。

光センサ１は、外光の照度を検知する。
光電変換部２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する手段であり、例えば、光電変換素子によって実現される。
蓄電池３は、光電変換部２によって変換された電気エネルギーを充電する。

発光部４は、蓄電池３に充電された電気エネルギー、または外部電源接続部７に接続された外部電源（不図示）から供給された電気エネルギーによって発光する手段であり、例えば、発光素子などによって実現される。
移動手段５は、自律移動型照明装置１０を移動させるための手段であり、例えば、タイヤと駆動機構により実現される。

制御部６は、他の構成（光センサ１など）から情報を取得したり、各種演算を行ったり、他の構成（発光部４など）を制御したりする手段であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実現される。
外部電源接続部７は、自律移動型照明装置１０を外部電源（不図示）に接続するための接続手段である。

操作部８は、ユーザが自律移動型照明装置１０の動作に関するタイミングを設定したりマニュアル操作を行ったりするための操作手段である。
ＧＰＳ情報受信部９は、ＧＰＳ衛星（不図示）からのＧＰＳ情報（電磁波に乗せられた情報）を受信するための手段である。制御部６は、ＧＰＳ情報を用いて、自律移動型照明装置１０の位置を算出することができる。

次に、図１に示す自律移動型照明装置１０の基本的な動作について説明する。光センサ１が第１の閾値以上の照度（例えば、日中の照度）を検知したとき、制御部６は、移動手段５を制御して自律移動型照明装置１０を移動可能な範囲内で最も照度が高い場所に移動させて停止させる。そして、制御部６は、その場所において、光電変換部２によって発電した電気エネルギーを蓄電池３に充電させる。これによって、光電変換部２は、最も明るい場所で太陽光発電を行うことができるので、発電効率を最大限に高めることができる。なお、光電変換部２としては、例えば、太陽電池、特に、有機太陽電池（ＯＰＶ：Organic Photo Voltaic）を用いればよい。

また、光センサ１が第２の閾値未満の照度（例えば、夕方から夜間の照度）を検知したとき、制御部６は、移動手段５を制御して自律移動型照明装置１０を移動可能な範囲内で最も照度が低い場所、または、予め定めた所定の場所に移動させて停止させる。そして、制御部６は、その場所において、蓄電池３に充電された電気エネルギーによって発光部４を発光させる。これによって、自律移動型照明装置１０は、夜間は、最も暗い場所、または、所定の場所で発光部４によって発光することができるので、効果的な照明を実現できる。なお、発光部４としては、例えば、有機ＥＬ（ＯＥＬ）素子やＬＥＤなどを用いればよい。

ここで、光センサ１が検知する照度に関する閾値については、自律移動型照明装置１０を使用する環境や状況、あるいはユーザの嗜好などによって任意に調整すればよい。照度の閾値について目安となる一例を挙げると、所定値以上の照度で光電変換部２にて太陽光発電と充電を開始する場合の照度の閾値（第１の閾値）としては、例えば３００Ｌｕｘ、好ましくは５００Ｌｕｘ、特に好ましくは１０００Ｌｕｘである。また、所定値未満の照度で発光部４にて発光を開始する場合の照度の閾値（第２の閾値）としては、例えば１００Ｌｕｘ、好ましくは５０Ｌｕｘ、特に好ましくは１０Ｌｕｘである。なお、前記の例では、第１の閾値と第２の閾値は異なる値となっているが、両者の閾値は同じであってもよい。

なお、第１の閾値と第２の閾値が異なる値の場合に、光センサ１が検知する照度が第１の閾値と第２の閾値の間の値のときには、例えば、自律移動型照明装置１０が何も動作しないように設定しておけばよいが、これに限定されない。

また、制御部６は、蓄電池３に充電された電気エネルギーの残量が所定値以下（例えば、全容量の２０％以下）であるとき、移動手段５を制御して自律移動型照明装置１０を外部電源（不図示）が存在する場所へ移動させる。そして、外部電源接続部７を外部電源（不図示）に接続して充電を行う。これにより、日中の間が雨天や曇天であって、光電変換部２によって蓄電池３への充電が充分に行われないときでも、蓄電池３は外部電源（不図示）によって充電されるので、発光部４は夜間において所望の発光・照明を行うことができる。なお、移動手段５を制御して外部電源（不図示）が存在する場所へ移動させる方法としては、自律移動型照明装置１０が接触センサを備えていて、この接触センサが壁に接触しながら壁沿いに設置された外部電源（不図示）が存在する場所へ自律移動型照明装置１０を誘導する方法などがある。

また、制御部６は、発光部４の発光中に、蓄電池３に充電された電気エネルギーの残量が所定値以下（例えば、全容量の２０％以下）に低下したときは、外部電源接続部７を外部電源（不図示）に接続することにより電気エネルギーを取得し、発光部４の発光を継続させることもできる。これによって、蓄電池３の容量が不足しているときでも、発光部４は所望の場所において発光・照明を行うことができる。

なお、光センサ１が検知した照度のレベルに対応して、照明の強度が異なるようにしてもよい。例えば、照度が低いほど、照明を強くすればよい。あるいは、予め、書斎や台所や洗面室などの部屋ごとに応じた照明の強度を設定しておいてもよい。

さらに、自律移動型照明装置１０の動作に関するタイミングを、操作部８を用いて設定しておけば、制御部６は、その設定されたタイミングに基づいて制御を開始することができる。例えば、制御部６は、光センサ１が検知した照度、および、操作部８に設定されたタイミングを用いて、それらのＡＮＤ条件やＯＲ条件の充足を判断することで、自律移動型照明装置１０の移動制御、光電変換部２による蓄電池３への充電制御、発光部４による発光制御などを行うことができる。

また、制御部６は、光センサ１が検知した照度に優先して、設定されたタイミングに基づいて、自律移動型照明装置１０の移動制御、光電変換部２による蓄電池３への充電制御、発光部４による発光制御などを行うことができる。具体的には、例えば、朝６時になったらある部屋の窓際に移動して充電を開始、夕方６時になったらある部屋の中央に移動して発光を開始、などと設定することができる。

また、制御部６は、ＧＰＳ情報受信部９からのＧＰＳ情報に基づいて、自律移動型照明装置１０の移動径路、発電場所、照明場所などを特定して各種制御を行うことができる。

次に、自律移動型照明装置１０の構成について説明する。図２（ａ）に示すように、自律移動型照明装置１０ａ（１０）は略円筒状に形成されていて、その頂面には、例えば有機太陽電池（ＯＰＶ）からなる光電変換部２が搭載され、その円周上の周辺にはほぼ均等間隔で複数個（図２では３個）の光センサ１が配置されている。また、略円筒状の側面には、例えば有機ＥＬ（ＯＥＬ）からなる発光部４が略均等間隔で複数個配置されている。さらに、図２（ｂ）に示すように、略円筒状の底面には、例えばゴムローラからなる移動手段５が複数個（図２では３個）取り付けられている。これらの移動手段５は、台座のキャスタのように自在に移動方向を変えられるようになっている。

なお、その他の構成要素である蓄電池３、制御部６、操作部８、ＧＰＳ情報受信部９などは自律移動型照明装置１０ａの内部に実装されているため、図２では表示されていない。また、移動手段５として、図２（ａ）ではゴムローラが示されているが、その他に、地表面を移動するための剛体車輪や歩行足機構やキャタピラなどであってもよい。

また、光センサ１が複数個であり、それぞれを、光源の方向によって検知する照度が互いに異なるように配置しておけば、制御部６は、複数個の光センサ１が検知したそれぞれの照度に基づいて光源の方向を特定し、移動手段５による移動制御を行うことができる。その場合、複数個の光センサ１について、例えば、斜め方向からの太陽光についてそれぞれの光センサ１の受光量が異なるように、それぞれの光センサ１の向きなどを調整しておく必要がある。

また、複数の光センサ１を用いることで、外光の照度とともにその外光の入射角度を検知することもできる。したがって、制御部６は、光センサ１が検知した照度と入射角度の情報とに基づいて、光電変換部２の採光面を最適な傾斜角度に制御することができる。すなわち、図３に示すように、複数個の光センサ１が検知した外光の照度と入射角度との情報に基づいて、制御部６は、外光（太陽光）が最大照度で光電変換部２に入射するように、傾斜角変更手段２０を制御して、光電変換部２の水平面に対する傾斜角度を最適値に設定することができる。

なお、外光の入射角度を検知しない場合、光電変換部２の採光面を様々な方向に少しずつ動かし、発電効率がより高い光電変換部２の採光面の向きを探すような制御をしてもよい。その場合、光電変換部２が光センサ１への外光を遮らないように、各光センサ１を光電変換部２の採光面に設置するようにしてもよい。

次に、自律移動型照明装置１０の他の構成例について説明する。図４に示すように、自律移動型照明装置１０ｂ（１０）は、略円錐状で、側面の一部に光電変換部２が配置され、側面の他の部分に発光部４が配置されている。そして、頂部に光センサ１が配置され、底面には移動手段５としてゴムローラが配置されている。これによって、図４に示す自律移動型照明装置１０ｂは、地面上を適宜移動し、日中は光電変換部２を太陽光に向けて太陽光発電と充電を行い、夜間は発光部４を所望の照射面に向けて発光・照射を行うことができる。

次に、自律移動型照明装置１０の他の構成例について説明する。図５に示すように、自律移動型照明装置１０ｃ（１０）は、略紡錘状で、側面の一部に光電変換部２が配置され、側面の他の部分に発光部４が配置されている。そして、図５の右側の先端部に光センサ１が配置され、図５の左側の先端部に移動手段５ａ（５）としてのプロペラが配置されている。これによって、図５に示す自律移動型照明装置１０ｃは、空中を浮遊しながら適宜移動し、日中は光電変換部２を太陽光に向けて太陽光発電と充電を行い、夜間は発光部４を所望の照射面に向けて発光・照射を行うことができる。

なお、紡錘状に閉じた光電変換部２と発光部４との内部には空気より軽いガス（ヘリウムなど）が充填されているので、移動手段５ａとしてのプロペラが停止しているときでも自律移動型照明装置１０ｃは空中を浮遊することができる。また、自律移動型照明装置１０ｃをロープなどでつないで移動範囲を制限してもよい。

次に、自律移動型照明装置１０の動作の流れについて説明する。図６に示すように、この動作は日中モードと夜間モードとからなっている。まず、日中モードにおいては、ユーザによる操作部８の操作によって主電源がＯＮされると（ステップＳ１）、光センサ１および制御部６によって照度チェックが行われる（ステップＳ２）。ここで、日中であって照度が所定値（第１の閾値）以上の場合には（ステップＳ２で「高い」）、制御部６によって蓄電池３の充電量がチェックされ（ステップＳ３）、蓄電池３の充電量が不足している場合には（ステップＳ３で「不足」）、制御部６が移動手段５を制御することで、自律移動型照明装置１０は明るい場所へ移動する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の後、制御部６は、光電変換部２によって太陽光発電を行い、蓄電池３への受光充電を行い（ステップＳ５）、ステップＳ２に戻る。このようにして、照度チェックを常時行いながらステップＳ２〜Ｓ５を繰返し、日中の間は光電変換部２によって太陽光発電による蓄電池３への充電を継続する。なお、ステップＳ３において蓄電池３の充電量が充分である場合には（ステップＳ３で「充分」）、光電変換部２による充電モードは一時停止して（ステップＳ６）、ステップＳ２に戻り、照度チェックを継続する。

次に、夜間モードにおいては、ユーザによる操作部８の操作によって主電源がＯＮされると（ステップＳ１）（あるいは日中モードからの継続で）、光センサ１および制御部６によって照度チェックが行われる（ステップＳ２）。ここで、夜間であって照度が所定値（第２の閾値）未満の場合には（ステップＳ２で「低い」）、制御部６によって蓄電池３の充電量がチェックされ（ステップＳ１３）、蓄電池３の充電量が充分の場合には（ステップＳ１３で「充分」）、制御部６が移動手段５を制御することで、自律移動型照明装置１０は暗い場所または所定の場所へ移動し（ステップＳ１４）、蓄電池３からの電気エネルギーによって発光部４による発光を行い（ステップＳ１５）、ステップＳ２に戻る。このようにして、照度チェックを常時行いながらステップＳ２、Ｓ１３〜Ｓ１５を繰返し、夜間の間は発光部４による照明を継続する。

なお、ステップＳ１３において蓄電池の充電量が不足している場合には（「不足」）、制御部６によって外部電源が利用可能であるか否かがチェックされ（ステップＳ１６）、外部電源が利用可能であれば（ステップＳ１６で「可能」）、制御部６が移動手段５を制御することで、自律移動型照明装置１０は外部電源のある場所へ移動して電気的な接続を行い（ステップＳ１７）、外部電源から得た電気エネルギーによって発光部４を発光させて照明を行い（ステップＳ１５）、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ１６で外部電源が利用不可能であれば（ステップＳ１６で「不可」）、制御部６は処理を終了する。

《第２実施形態》
次に、第２実施形態に係る自律移動型照明装置１０ｄ（１０）の構成について説明する。図７に示す自律移動型照明装置１０ｄが、図１に示す自律移動型照明装置１０と異なる点は、照度に関する外部情報を受信する外部情報受信部１１、周囲の人を検知する人感センサ１２、および、地面の清掃を行う清掃手段１３が追加された点である。もちろん、これらの要素は、全て一括して追加させる必要はなく、それぞれが単独で追加されてもよい。

自律移動型照明装置１０ｄが外部情報受信部１１を備えることにより、制御部６は、外部情報受信部１１が受信した気象情報、日照予報情報などの外部情報に基づいて、移動手段５の移動状態を制御することができる。つまり、制御部６は、例えば、雨天になる時間には自律移動型照明装置１０ｄが屋外に出ないように、移動手段５を制御することができる。

また、自律移動型照明装置１０ｄが人感センサ１２を備えることにより、制御部６は、人感センサ１２の検知情報に基づいて発光部４による照明動作の有無や照度の調節などを行うことができる。つまり、制御部６は、例えば、人感センサ１２が周囲に人を検知していないときは発光部４による照明動作を行わず、人感センサ１２が周囲に人を検知しているときは発光部４による照明動作を行うように制御することにより、必要な照明動作と節電を両立させることができる。また、人感センサ１２を用いることで、発光部４による照明動作を行いながら人の動きに合わせて自律移動型照明装置１０ｄを移動することなどができる。

さらに、自律移動型照明装置１０ｄが清掃手段１３を備えることにより、自律移動型照明装置１０ｄの移動時に、清掃手段１３が移動経路における地面の清掃を行うことができ、一石二鳥の効果を奏することができる。

《第３実施形態》
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８に示すように、第３実施形態では、自律移動型照明装置１０ｄが複数個（図８では２個）用いられ、相互通信手段１４（例えば、互いの通信インタフェース）によって互いに通信接続されている。このようにして、自律移動型照明装置１０ｄ同士が相互に通信を行うようにすれば、互いに連携して照明環境の調整を行うことができる。

具体的には、例えば、複数台の自律移動型照明装置１０ｄが同じ場所に集まって照明を行うことによってより明るい環境を提供したり、あるいは、複数台の自律移動型照明装置１０ｄそれぞれが広範囲に分散して屋内の各部屋を個別に照明したりするなど、それぞれのユーザの嗜好に合わせた照明環境を提供することができる。

なお、第３実施形態では、図７に示す自律移動型照明装置１０ｄが相互通信手段１４によって複数台通信接続されている構成を示したが、これに限らず、図１に示す自律移動型照明装置１０が相互通信手段１４によって複数台通信接続されている構成であってもよい。

《第４実施形態》
次に、第４実施形態の自律移動型照明装置１０ｅ（１０）について説明する。図９に示すように、自律移動型照明装置１０ｅは、光電変換部２と発光部４が面状基材の両面にそれぞれ付設された構成となっている。これによって、例えば、日中は、全体が開花状態となって光電変換部２によって太陽光発電と充電を行い、夜間は、全体が閉花状態となって発光部４によって必要な照明を行うことができる。

《第５実施形態》
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１０に示すように、家屋２１内には、自律移動型照明装置１０ａ、ゴザなどの敷物状の自律移動型照明装置１０ｆ（１０）、および、テーブル状の自律移動型照明装置１０ｇ（１０）など、複数種類の自律移動型照明装置１０が配置されている。なお、自律移動型照明装置１０ｆは、移動手段５ｂ（５）としてムカデのように動くマイクロマシンを備え、自律移動型照明装置１０ｇは、移動手段５ｃ（５）として電動式キャスタを備えている。

また、図示を省略しているが、自律移動型照明装置１０ｆは、上面側に光電変換部２と発光部４が重なり合わないように付設されており、自律移動型照明装置１０ｇは、テーブル上面側に光電変換部２が付設され、テーブル裏面側に発光部４が付設されている。

また、自律移動型照明装置１０ａは、時刻情報などに基づいて、採光／遮光切替装置（電動式のカーテン２２やブラインド２３）の開閉状態を制御することができる。

次に、自律移動型照明装置１０ａ、１０ｆ、１０ｇの動作について説明する。まず、朝になって太陽２４が昇り始める時刻になると、自律移動型照明装置１０ａは、太陽光の入射する窓辺において、内蔵の外部通信手段（不図示）を用いてカーテン２２をオープンにする。これによって、自律移動型照明装置１０ａは、窓辺において太陽光の最大照射によって発電と充電を行うことができる。

また、このとき、自律移動型照明装置１０ｆは、移動手段５ｂの動作によって自動的に庭へ移動し、光電変換部２が太陽光の最大照射によって発電と充電を行うことができる。さらに、自律移動型照明装置１０ｇは、移動手段５ｃの動作によって自動的に庭へ移動し、光電変換部２が太陽光の最大照射によって発電と充電を行うことができる。なお、家屋２１に、自律移動型照明装置１０専用の出入口を設けてもよい。

夕方になって、太陽２４が西に傾くと、自律移動型照明装置１０ａは、太陽光の入射するブラインド２３側へ移動するとともに、外部通信手段（不図示）を用いてブラインド２３をオープンにする。これによって、自律移動型照明装置１０ａは、夕方になるまで太陽光の最大照射によって発電と充電を行うことができる。

一方、自律移動型照明装置１０ｆは、移動手段５ｂの動作によって自動的に家屋２１の内部へ移動し、自律移動型照明装置１０ｇは、移動手段５ｃの動作によって自動的に家屋２１の内部へ移動する。また、昼間において雨天や曇天になると、照度が低くなることから、自律移動型照明装置１０ｆや自律移動型照明装置１０ｇは自動的に家屋２１の内部へ移動する。

そして、夜間になり、家屋２１の内部が暗くなると、自律移動型照明装置１０ａ、１０ｆ、１０ｇは、それぞれ所定の場所へ移動して、発光部４によって照明を行う。このようにして、家屋２１内の各自律移動型照明装置１０は、日中の太陽光エネルギーを最大限に利用して有効に発電し、夜間はその発電した電気エネルギーを有効に利用して効果的な照明を行うことができる。

このように、各実施形態によれば、自律移動することで太陽光発電と照明を効果的に行うことができる自律移動型照明装置１０を提供することができる。つまり、自律移動型照明装置１０は、光電変換部２と発光部４を備えていて、日中は、外光の強い場所に移動して、光電変換部２によって太陽光発電と蓄電池３への充電を行い、夜間は、暗い場所または所定の場所へ移動して、発光部４によって蓄電池３に充電された電気エネルギーによる照明を行う。このような発電および充電と発光による照明との交互動作の結果、外光（太陽光）を最大限に利用した省エネルギー型の自律移動型照明装置１０を実現することができる。また、自律移動型照明装置１０が地表面を移動したり空中を浮遊したりすることにより、インテリジェンスな照明装置を実現することができる。

以上、本発明に係る自律移動型照明装置１０の複数の実施形態について具体的に説明したが、本発明は前述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、防水加工が充分に施された自律移動型照明装置１０であれば、日中は水面に浮揚しながら最大効率で光電変換部２による発電と蓄電池３への充電を行い、夜間は水中に沈んで遊泳しながら、発光部４による照明によって魚群探査や魚群誘導などを行うことができる。これにより、自律移動型照明装置１０を漁業の分野などに利用することもできる。

また、自律移動型照明装置１０が浮遊体であって空中を移動する場合、移動手段５は、プロペラのほかに、ジェット推進装置、静電気、磁場、超伝導などを用いた手段であってもよい。
さらに、自律移動型照明装置１０は、天井に設置されたレールに吊り下がって移動するタイプのものでもよい。その場合、移動手段５は、モノレール駆動手段、ロープウェイ駆動手段などであればよい。

また、自律移動型照明装置１０は、複数の種類の移動手段５を有していて、状況によって、地表面を移動する移動手段（例えば、ゴムローラ）と空中を移動する移動手段（例えば、プロペラ）とを使い分けるようにしてもよい。
また、自律移動型照明装置１０に段差検知センサを備え、自律移動型照明装置１０が、ある程度の段差を乗り越えて移動できるようにしてもよい。

なお、ＯＰＶなどで構成された光電変換部２は原理的に光センサの機能を備えているので、光センサ１の代わりに、光電変換部２を用いて照度を検知することもできる。

１ 光センサ
２ 光電変換部
３ 蓄電池
４ 発光部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ 移動手段
６ 制御部
７ 外部電源接続部
８ 操作部
９ ＧＰＳ情報受信部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ 自律移動型照明装置
１１ 外部情報受信部
１２ 人感センサ
１３ 清掃手段
１４ 相互通信手段
２０ 傾斜角変更手段
２１ 家屋
２２ カーテン
２３ ブラインド
２４ 太陽

Claims (20)

1. 外光の照度を検知する光センサと、
   受けた外光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換部と、
   前記光電変換部によって変換された電気エネルギーを充電する蓄電池と、
   前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって発光する発光部と、
   移動手段と、
   前記光電変換部、前記蓄電池、および前記発光部をそれぞれ制御するとともに、
   前記光電変換部が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより高い場所へ移動し、
   前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより低い場所、または、所定の場所へ移動する制御部と、
   を備えることを特徴とする自律移動型照明装置。
2. 前記制御部は、
   前記光センサが検知した照度が第１の閾値以上のとき、前記移動手段を制御して、移動可能な範囲内で最も照度が高い場所に移動して停止し、その場所で、前記光電変換部が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律移動型照明装置。
3. 前記制御部は、
   前記光センサが検知した照度が、前記第１の閾値以下の値として設定されている第２の閾値未満のとき、前記移動手段を制御して、移動可能な範囲内で最も照度が低い場所、または、所定の場所へ移動して停止し、その場所で、前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の自律移動型照明装置。
4. 前記制御部は、
   前記蓄電池に充電された電気エネルギーの残量が所定値以下のとき、前記移動手段を制御して、外部電源が存在する場所へ移動し、前記蓄電池を前記外部電源に接続して充電を実行する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
5. 前記制御部は、
   前記発光部の発光中において前記蓄電池に充電された電気エネルギーの残量が所定値以下に低下したとき、前記移動手段を制御して、外部電源が存在する場所へ移動し、前記蓄電池を前記外部電源に接続して充電を実行し、前記発光部の発光を継続させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の自律移動型照明装置。
6. 前記制御部は、
   前記光センサが検知した照度のレベルに対応して、所定の明るさで前記発光部を発光させる
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
7. 前記自律移動型照明装置は、さらに、ユーザが前記自律移動型照明装置の動作に関するタイミングを設定するための操作部を備え、
   前記制御部は、
   前記光センサが検知した照度、または、前記操作部を用いて設定されたタイミングのいずれかに基づいて、前記移動手段による移動制御および前記光電変換部による前記蓄電池への充電制御、ならびに、前記移動手段による移動制御および前記発光部による発光制御の少なくともいずれかの制御を行う
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
8. 前記制御部は、
   前記光センサが検知した照度に優先して、前記操作部を用いて設定されたタイミングに基づいて、前記移動手段による移動制御および前記光電変換部による前記蓄電池への充電制御、ならびに、前記移動手段による移動制御および前記発光部による発光制御の少なくともいずれかの制御を行う
   ことを特徴とする請求項７に記載の自律移動型照明装置。
9. 前記自律移動型照明装置は、さらに、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ情報受信部を備え、
   前記制御部は、
   前記移動手段による移動制御を行う際、前記ＧＰＳ情報受信部が受信したＧＰＳ情報に基づいて前記自律移動型照明装置の位置を算出しながら当該移動制御を行う
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
10. 前記自律移動型照明装置は、さらに、他の自律移動型照明装置と相互に通信を行う相互通信手段を備え、
    前記制御部は、
    前記相互通信手段によって前記他の自律移動型照明装置と相互に通信を行い、当該他の自律移動型照明装置と連携して照明環境の調整を行う
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
11. 前記光センサは複数個であり、それぞれが、光源の方向によって検知する照度が互いに異なるように配置されており、
    前記制御部は、
    複数個の前記光センサが検知したそれぞれの照度に基づいて光源の方向を特定し、前記移動手段による移動制御を行う
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
12. 前記制御部は、
    複数個の前記光センサが検知した照度から光の入射角度を算出し、前記光電変換部における受光量が最大になるように前記光電変換部の採光面の傾斜角度を変えることを特徴とする請求項１１に記載の自律移動型照明装置。
13. 前記自律移動型照明装置は、さらに、照度に関する外部情報を受信する外部情報受信部を備え、
    前記制御部は、
    前記外部情報受信部が受信した外部情報に基づいて前記移動手段の移動状態を制御する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
14. 前記照度に関する外部情報は、気象情報であることを特徴とする請求項１３に記載の自律移動型照明装置。
15. 前記制御部は、
    時刻情報に基づいて、周囲環境における採光／遮光切替装置の状態を制御する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
16. 前記自律移動型照明装置は、さらに、周囲の人を検知する人感センサを備え、
    前記制御部は、
    前記人感センサの検知情報に基づいて、前記発光部の発光の照度の調節を行う
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
17. 前記自律移動型照明装置は、さらに、前記移動手段の移動経路における地面の清掃を行う清掃手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
18. 前記光電変換部は光電変換素子であり、
    前記発光部は発光素子であり、
    前記光電変換素子と前記発光素子は面状基材の両面にそれぞれ付設され、
    前記制御部は、
    前記光電変換素子が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより高い場所へ移動するとともに、前記面状基材の前記光電変換素子の側が光源に向くように制御し、
    前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させるときは、前記移動手段を制御して、前記光センサが検知する照度のより低い場所、または、所定の場所へ移動するとともに、前記面状基材の前記発光素子の側が所定の方向に向くように制御する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれかに１項に記載の自律移動型照明装置。
19. 前記光電変換素子は有機太陽電池であり、
    前記発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１８に記載の自律移動型照明装置。
20. 外光の照度を検知する光センサの機能を備えるとともに、受けた外光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換部と、
    前記光電変換部によって変換された電気エネルギーを充電する蓄電池と、
    前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって発光する発光部と、
    移動手段と、
    前記光電変換部、前記蓄電池、および前記発光部をそれぞれ制御するとともに、
    前記光電変換部が変換した電気エネルギーを前記蓄電池に充電させるときは、前記移動手段を制御して、前記光電変換部が検知する照度のより高い場所へ移動し、
    前記蓄電池に充電された電気エネルギーによって前記発光部を発光させるときは、前記移動手段を制御して、前記光電変換部が検知する照度のより低い場所、または、所定の場所へ移動する制御部と、
    を備えることを特徴とする自律移動型照明装置。

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