WO2018034277A1

WO2018034277A1 - 自家発電照明装置

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Publication number: WO2018034277A1
Application number: PCT/JP2017/029338
Authority: WO
Inventors: 兵治新山
Original assignee: 兵治新山
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2018-02-22
Also published as: US20190189695A1; PH12019500333A1; CN109769409A; JP2018029461A; JP6183732B1; JPWO2018034277A1

Abstract

躯体と、光源と、太陽電池と、表示パネルと、導光板と、光反射板と、電力制御部と、蓄電装置と、を備える、電力制御部は、光源に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む。蓄電装置は、電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、蓄電池に蓄電した電力を光源に供給する。光源は、躯体の設置領域の一端側からこれと対峙する側に光エネルギーを発光し、導光板は、光源からの光エネルギーを表示パネル側に導く。光反射板は、光源からの光エネルギーのうち導光板の底面部側に導かれた光エネルギーを表示パネル側に反射する。太陽電池は、光源からの直接光と、光反射板からの反射光の両方の光エネルギーを吸収して発電する。

Description

自家発電照明装置

　本発明は、躯体内と、躯体外の光源から発光される光エネルギーを太陽電池で吸収し、光起電力効果で起電力を自家発電する自家発電照明装置に関する。

　これまで、太陽光発電といえばその名の通り、昼間の太陽光の紫外線と光エネルギーを吸収し光起電力効果で起電力を自家発電する装置であり、昼間の太陽光ではなく照明用の光源が発光する光エネルギーを再利用する発電に関してはあまり関心が高くなかった。

　近年では、看板照明用の光源として、蛍光灯や水銀灯ではなく、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いた看板用照明装置が、本発明者によって開示されている（特許文献１参照）。

　また、昼間の太陽光を利用した透明太陽電池も開示されている（特許文献２、３、４参照）。

特許第５５９２５２８号公報特開２００５－１２９９８７号公報特開２００９－２２９９７５号公報特開２０１１－１１９４５５号公報

　これまで、照明用の光源は消費電力の削減に努力しているが、照明用の光源が自ら発光照射する光エネルギーを有効利用することは放置されてきた。

　特許文献１に記載の看板用照明装置では、看板面全体の明るさを平均化し消費電力の削減に努力しているが、ＬＥＤ光源の発光照射する光エネルギーを有効利用することには触れていない。

　特許文献２に記載の携帯電話機では、筐体全体を透明太陽電池で構成しているものの、太陽光の光エネルギーを利用しているので、天候による発電量のバラツキが大きいという問題がある。
　また、特許文献３に記載の電気掲示器では、やはり太陽光の光エネルギーを利用しているので、雨天時などの場合は極端に発電量が少なくなるという問題がある。
　また、特許文献４に記載の太陽電池を備える有機ＥＬ装置では、昼間の太陽光の光エネルギーを吸収し発電するため、天候による発電能力のバラツキがあり、安定した発電が期待できないという問題がある。

　本発明は、福島県の原子力発電所の事故による長期間の停電により、モバイル端末などの蓄電量が０になり、再充電するために停電していない場所まで訪問しなければならなかった経験と、その後の電気料金の高騰と節電意識に鑑み、照明用の光源等から発せられる光エネルギーを放出するだけでなく、放出された光エネルギーを再利用して自家発電し、更なる節電を実現可能な自家発電照明装置を提供することを目的とする。

　（第１の態様）
　本発明の第１の態様は、
　照射対象物が設置される設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体内に設けられ、電力の供給を受けて発光する照明用の光源と、
　光エネルギーを吸収して発電する太陽電池と、
　前記照射対象物として前記躯体の設置領域に設置され、前記光源が発光する光エネルギーの供給を受けて所定の画像を表示する表示パネルと、
　前記躯体内に設けられる導光板と、
　前記導光板の底面部に形成される光反射板と、
　前記光源に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記光源に供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記光源は、前記躯体内で前記設置領域の一端に設けられ、前記設置領域の一端と対峙する側に光エネルギーを発光し、
　前記導光板は、前記光源が発光する光エネルギーを前記表示パネル側に導き、
　前記光反射板は、前記光源が発光する光エネルギーのうち前記導光板の底面部側に導かれた光エネルギーを前記表示パネル側に反射し、
　前記太陽電池は、前記光源からの直接光と、前記光反射板からの反射光の両方の光エネルギーを吸収して発電する、
　自家発電照明装置である。
　（第２の態様）
　本発明の第２の態様は、
　照射対象物が設置される設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体内に設けられ、電力の供給を受けて発光する照明用の光源と、
　光エネルギーを吸収して発電する太陽電池と、
　前記照射対象物として前記躯体の設置領域に設置され、光エネルギーの供給を受けて所定の画像を表示する表示パネルと、
　前記躯体内に設けられる光反射板と、
　前記光源に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記光源に供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記光源は、前記躯体内で前記設置領域の一端に設けられ、前記設置領域の一端と対峙する側に光エネルギーを発光し、
　前記光反射板は、前記表示パネルに対向して配置される反射面を有するとともに、前記反射面と前記表示パネルとの対向距離が、前記設置領域の一端からこれに対峙する他端側に向かって徐々に小さくなるように、前記反射面を斜めに傾けて設置され、前記光源から発光される光エネルギーの一部を前記反射面によって前記表示パネル側に反射し、
　前記太陽電池は、前記光源から発光される直接光と、前記光源から発光され、前記反射面によって前記表示パネル側に反射される反射光の両方の光エネルギーを吸収して発電する、
　自家発電照明装置である。
　（第３の態様）
　本発明の第３の態様は、
　設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体の設置領域に設置され、電力の供給を受けて発光する自発光型のパネルと、
　光エネルギーを吸収して発電する太陽電池と、
　前記パネルに供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記パネルに供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記太陽電池は、前記パネルの外面上に、光吸収面を内側に向けて平面状に形成される透明な第１太陽電池と、前記パネルの外面上に、光吸収面を外側に向けて平面状に形成される透明な第２太陽電池と、前記躯体の前記設置領域の開口とは反対側の面に平面状に形成される透明または不透明な第３太陽電池のうち少なくとも前記第１太陽電池を含み、
　前記第１太陽電池は、前記パネルの発光方向に配置され、前記パネルが発光する光エネルギーを吸収して発電し、
　前記太陽電池が前記第２太陽電池および前記第３太陽電池を含む場合、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池は、屋外では、太陽光または屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電し、屋内では、屋内照明からの光エネルギーを吸収して発電し、
　前記蓄電装置は、前記第１太陽電池、前記第２太陽電池、および前記第３太陽電池のうち少なくとも１つの太陽電池が発電した電力の供給を前記電力制御部から受けて前記蓄電池に蓄電する、
　自家発電照明装置である。

　本発明によれば、照明用の光源等から発光された光エネルギーを再利用して自家発電し、更なる節電を実現可能な自家発電照明装置を提供することができる。

表面実装型のＬＥＤパッケージの構成を示す概略平面図である。図１ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。表面実装型のＬＥＤパッケージの他の構成を示す断面図である。液晶パネルと、透明ＵＶカットフィルムと、有機薄膜透明太陽電池と、光源の配置を示す概略斜視図である。本発明の第１実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む紫色ＬＥＤモジュールの概略斜視図である。図３ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。本発明の第１実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。本発明の第２実施形態に係る自家発電照明装置（節電型複数列ＬＥＤ照明器具）の躯体を含む斜視図である。図４ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。本発明の第２実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。本発明の第３実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む斜視図である。図５ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。本発明の第３実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。本発明の第４実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む斜視図である。図６ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。本発明の第４実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、本願の明細書には、基礎出願である特願２０１６－１７１２５６の明細書、特許請求の範囲および図面に記載された事項のすべてが漏れなく記載されているものとし、当該基礎出願で開示した事項を必要に応じて本願の明細書、特許請求の範囲および図面に追加できるものとする。

　（ＬＥＤパッケージの構成）
　まず、本発明の実施形態で用いるＬＥＤパッケージの構成について図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃを用いて説明する。図１Ａは、表面実装型のＬＥＤパッケージの構成を示す概略平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。

　本実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、ＬＥＤパッケージとして表面実装型の紫色ＬＥＤパッケージ１を用いる。紫色ＬＥＤパッケージ１は、セラミックや樹脂で成形されたキャビティ１２と、キャビティ１２に実装された紫色ＬＥＤ素子１０と、キャビティ１２の内面に形成されたリフレクタ１４と、キャビティ１２内を充填する封止材１５と、集光レンズ１６と、ＬＥＤ基板１７と、を備える。紫色ＬＥＤ素子１０の上には、封止材１５と集光レンズ１６が、この順に積層して配置されている。

　リフレクタ１４は、紫色ＬＥＤ素子１０が発光した紫色光エネルギー７４を前面（図１Ｂの上方）に反射する。

　封止材１５は、紫色ＬＥＤ素子１０を封止するもので、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）蛍光体を含有するシリコーン樹脂からなる。封止材１５には、同時加法混色用のＲＧＢ蛍光体を分散させた耐紫外性、耐熱性を有するシリコーン樹脂を用いることが好ましい。

　紫色ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤ基板１７上に実装されている。紫色ＬＥＤ素子１０は、紫色光エネルギー７４を放射する。紫色ＬＥＤパッケージ１は、紫色ＬＥＤ素子１０が放射する紫色光エネルギー７４と、封止材１５に含まれるＲＧＢ蛍光体との組み合わせにより、同時加法混色された白色の光エネルギー６８を紫外線（紫外線光エネルギー）と共に発光放射する。

　また、紫色ＬＥＤパッケージ１では、紫色ＬＥＤ素子１０が発光した紫色光エネルギー７４を、封止材１５に含有されるＲＧＢ蛍光体に当てて、光の三原色を応用した同時加法混色により、可視光全域を蛍光体発光で得る白色の光エネルギー６８を実現する。このため、これまで主流であった青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体の組み合わせで疑似白色光を発光照射させる方法と比べ、はるかに色再現度が高められ、ＲＧＢそれぞれの蛍光体の増減の調整でＲａ（平均演色評価数）１００に近づけることが容易である。また、ＲＧＢそれぞれの蛍光体の増減の調整で白色光以外の、例えば、赤色系、緑色系、青色系、黄色系等の光エネルギーの発光照射も容易である。また、紫色ＬＥＤ素子１０が発光する紫色光エネルギー７４は、ＲＧＢ蛍光体との同時加法混色により白色光または同時加法混色で発光可能な色の光エネルギー６８として放射されるとともに、紫外線（紫外線光エネルギー）としても放射される。

　本実施形態では、ＬＥＤ素子として紫色ＬＥＤ素子１０を採用したが、これ以外のＬＥＤ素子、例えば、近紫外光ＬＥＤ素子、青色ＬＥＤ素子、または近赤外光ＬＥＤ素子を採用してもよい。また、本実施形態では、ＬＥＤ基板１７上のキャビティ１２に実装される紫色ＬＥＤ素子１０の実装構造としてフェイスアップタイプを採用したが、フェイスダウンタイプを採用してもよい。

　また、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、ＬＥＤパッケージに用いるＬＥＤ素子の数は、１つであっても複数であってもよい。また、集光レンズ１６は、青色ＬＥＤパッケージ２に取り付けてもよいが、これは青色ＬＥＤパッケージ２または紫色ＬＥＤパッケージ１として必須ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。

　また、図１Ｂに示す態様では、紫色ＬＥＤ素子とＲＧＢ蛍光体を用いているが、これに限らず、図１Ｃに示すように、青色ＬＥＤ素子１１と黄色蛍光含有の封止材１３を組み合わせた青色ＬＥＤパッケージ２により光エネルギー６８を発光させてもよい。その場合、封止材１３には、黄色蛍光体を分散させた耐熱性を有するシリコーン樹脂を用いることが好ましい。また、青色ＬＥＤ素子１１と黄色蛍光体含有の封止材１３の組み合わせでは紫外線をほとんど放射しないため、紫外線対策はさほど必要ではない。

　（透明太陽電池の構成）
　太陽から地上に降り注がれる太陽光には、可視光線５０％前後と赤外線４４％前後と紫外線６％前後の波長光が含まれる。現在の透明太陽電池は、太陽光に含まれる波長光から、可視光線と紫外線、または可視光線と赤外線を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する構成になっている。

　（液晶パネルと透明ＵＶカットフィルムと有機薄膜透明太陽電池と光源の構成）
　図２は、液晶パネルと、透明ＵＶカットフィルムと、有機薄膜透明太陽電池と、光源の配置を示す概略斜視図である。

　図２に示すように、光源となる紫色ＬＥＤモジュール２０の光出射方向には、有機薄膜透明太陽電池１００と、透明ＵＶカットフィルム１０４と、液晶パネル５０とが、この順に積層して配置されている。この場合、紫色ＬＥＤモジュール２０は、液晶パネル５０のバックライト用の光源を構成する。バックライトには直下型とエッジライト型があり、いずれを採用してもよいが、本実施形態では一例として直下型を採用している。すなわち、紫色ＬＥＤモジュール２０は、上述した表面実装型の紫色ＬＥＤパッケージ１を複数連接してなる。連接とは、互いに連なるように配置されて電気的に接続されている状態を意味する。直下型のバックライトは、複数の紫色ＬＥＤパッケージ１を所定の間隔で二次元状（マトリックス状）に配置することで構成される。紫色ＬＥＤモジュール２０は、同時加法混色で白色の光エネルギー６８と一緒に紫外線（紫外線光エネルギー７３）も放射する。

　有機薄膜透明太陽電池１００は、紫色ＬＥＤモジュール２０から見て、第１透明電極層１０１と透明光電変換層１０２と第２透明電極層１０３で構成され、この順番に積層されている。有機薄膜透明太陽電池１００は、ＲＧＢそれぞれの蛍光体の増減で紫外線量を調整することにより、高い起電力を発電する。有機薄膜透明太陽電池１００は、紫色ＬＥＤモジュール２０から発光放射される紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。有機薄膜透明太陽電池１００が自家発電した起電力は、図示しない直流制御器を経由して紫色ＬＥＤモジュール２０に供給するか、または図示しない二次リチウムイオン蓄電池に蓄電する。

　尚、有機薄膜透明太陽電池１００が自家発電した起電力の発生電圧は、紫外線光エネルギー７３の入射光量に左右されるのでそのままの電圧を使用することはできない。そこで有機薄膜透明太陽電池１００で発電した発生電圧を、供給予定先に適合するように制御する直流制御器を設ける。直流制御器は、有機薄膜透明太陽電池１００で発電した発生電圧の供給先が、例えば、紫色ＬＥＤ素子１０、またはリチウムイオン蓄電池等であれば、それぞれの供給先に適用するように当該発生電圧を制御する。すなわち、有機薄膜透明太陽電池１００からの発生電圧を直流制御器で制御した後、紫色ＬＥＤモジュール２０に供給するか、または二次リチウムイオン蓄電池に蓄電する。

　透明ＵＶカットフィルム１０４は、紫色ＬＥＤモジュール２０から見て、有機薄膜透明太陽電池１００のすぐ外側に形成されている。透明ＵＶカットフィルム１０４は、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収され起電力を発電した後の、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収しきれなかった紫外線を吸収消滅させる。これにより、透明ＵＶカットフィルム１０４は、紫外線を含まない光エネルギー６８をそのまま透過させることで、透明ＵＶカットフィルム１０４から先に存在する液晶パネル５０や人体に紫外線を放射することの悪影響を抑制する。

　尚、本実施形態では、透明ＵＶカットフィルム１０４を採用したが、透明で紫外線を吸収消滅させる材料であれば他の材料を用いてもよい。また、有機薄膜透明太陽電池１００において、ある程度紫外線を吸収し、有機薄膜透明太陽電池１００の外側に存在する液晶パネル５０や人体に紫外線を放射する影響が少なければ、透明ＵＶカットフィルム１０４を設けなくてもよい。

　液晶パネル５０は、紫色ＬＥＤモジュール２０から見て、第１偏光板６０と、アレイ基板６１と、第１透明電極（サブ画素電極）６２と、第１配向膜６３と、液晶層６４と、第２配向膜６５と、第２透明電極（共通電極）６６と、第２偏光板６７と、をこの順に積層して構成されている。光源となる紫色ＬＥＤモジュール２０から発光放射された紫外線光エネルギー７３は、有機薄膜透明太陽電池１００および透明ＵＶカットフィルム１０４を通して液晶パネル５０に入射される。紫色ＬＥＤモジュール２０から発光される紫外線光エネルギー７３は、その一部が有機薄膜透明太陽電池１００で吸収される。透明ＵＶカットフィルム１０４は、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収しきれなかった残りの紫外線を吸収消滅させる。このため、液晶パネル５０に入射される光は、紫外線を含まない光エネルギー６８となり、この光エネルギー６８の供給により液晶パネル５０が点灯する。液晶パネル５０を点灯した光エネルギー６８は可視光線となり、やがて消滅する。

　＜第１実施形態＞
　以下、本発明の第１実施形態に係る自家発電照明装置について説明する。
　図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む概略斜視図である。また、図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ矢視断面図であり、図３Ｃは、本発明の第１実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。

　図示した自家発電照明装置は、紫色ＬＥＤモジュール２０と、躯体３０と、液晶パネル５０と、有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂと、透明ＵＶカットフィルム１０４と、を備える。

　紫色ＬＥＤモジュール２０は、上述したように表面実装型の紫色ＬＥＤパッケージ１を複数連接してなる、バックライト用の光源である。

　躯体３０は、照射対象物となる液晶パネル５０と他の機器類が設置される設置領域を開口し、この開口部分に液晶パネル５０と共に有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａと透明ＵＶカットフィルム１０４が設置されている。また、躯体３０には紫色ＬＥＤモジュール２０（紫色ＬＥＤパッケージ１）が設置され、躯体３０の裏側（設置領域の開口と反対側）には有機薄膜透明太陽電池１００ｂが設置されている。

　液晶パネル５０は、紫色ＬＥＤモジュール２０の各紫色ＬＥＤパッケージ１が発光する光エネルギーの供給を受けて所定の画像（静止画、動画など）を表示する。

　有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂは、それぞれ平面状に形成されている。有機薄膜透明太陽電池１００は、紫色ＬＥＤモジュール２０に複数連接される各々の紫色ＬＥＤパッケージ１から発光放射された紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を自家発電する。有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋外では太陽光または屋外照明（街路灯、水銀灯など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋内では屋内照明（蛍光灯、ＬＥＤ照明など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。

　有機薄膜透明太陽電池１００は、紫色ＬＥＤモジュール２０と対向するように躯体３０内に配置されている。液晶パネル５０の内面には、透明ＵＶカットフィルム１０４を介して有機薄膜透明太陽電池１００が配置され、液晶パネル５０の外面には有機薄膜透明太陽電池１００ａが配置されている。これにより、紫色ＬＥＤモジュール２０の各紫色ＬＥＤパッケージ１が発光する紫外線光エネルギー７３は、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収され、そこで吸収しきれなかった紫外線が透明ＵＶカットフィルム１０４で吸収消滅される。したがって、液晶パネル５０には、紫外線を含まない光エネルギー６８が照射される。

　透明ＵＶカットフィルム１０４は、表面実装型の紫色ＬＥＤパッケージ１から見て、有機薄膜透明太陽電池１００のすぐ外側に形成されている。透明ＵＶカットフィルム１０４は、有機薄膜透明太陽電池１００を透過した紫外線を吸収消滅させる。透明ＵＶカットフィルム１０４は、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収され起電力を発電した後の、残りの紫外線を吸収消滅し、紫外線を含まない光エネルギー６８はそのまま透過させることで、透明ＵＶカットフィルム１０４から先に存在する液晶パネル５０や人体に紫外線を放射することの悪影響を抑制する。

　尚、本実施形態では、３つの有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂを組み合わせた構成を採用しているが、これに限らず、有機薄膜透明太陽電池１００を単独で用いた構成、有機薄膜透明太陽電池１００と有機薄膜透明太陽電池１００ａを組み合わせた構成、有機薄膜透明太陽電池１００と有機薄膜透明太陽電池１００ｂを組み合わせた構成でもよい。

　（電気回路）
　電力制御部１１２は、光源となる紫色ＬＥＤモジュール２０（紫色ＬＥＤパッケージ１）に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに商業用電力を含むもので、交流直流変換器１１０と直流制御器１１１を有する。電力制御部１１２は、商業用電力と、透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂが発電する電力とを取り込むとともに、取り込んだ電力を蓄電装置１２１に供給する。交流直流変換器１１０は、商業用電力（交流）の供給を受けて直流電力に変換する。交流直流変換器１１０で変換された直流電力は、蓄電装置１２１のリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。直流制御器１１１は、透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂで発電された起電力を、紫色ＬＥＤモジュール２０に適合するように制御する。直流制御器１１１で制御された電力は、蓄電装置１２１のリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。

　蓄電装置１２１は、電力制御部１１２から電力の供給を受けて蓄電するリチウムイオン蓄電池１２０を含み、リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電した電力を紫色ＬＥＤモジュール２０の紫色ＬＥＤパッケージ１に供給する。リチウムイオン蓄電池１２０は、電力制御部１１２の交流直流変換器１１０や直流制御器１１１から供給される電力を蓄電する。リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された電力は、紫色ＬＥＤモジュール２０に供給される。紫色ＬＥＤモジュール２０に供給される電力は、各々の紫色ＬＥＤパッケージ１を発光（紫色ＬＥＤモジュール２０を点灯）させるために消費される。

　また、蓄電装置１２１は、電力制御部１１２から電力の供給を受けてリチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が満充電状態になった場合に、電力制御部１１２からの電力供給を自ら停止する過充電防止機能を有する。

　本発明の第１実施形態においては、交流直流変換器１１０を介してリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された商業用電力を蓄電装置１２１が紫色ＬＥＤモジュール２０に供給することにより、各々の紫色ＬＥＤパッケージ１が紫外線光エネルギー７３を発光する。そうすると、有機薄膜透明太陽電池１００は、各々の紫色ＬＥＤパッケージ１が発光した紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。有機薄膜透明太陽電池１００が発電した電力はリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電され、紫色ＬＥＤパッケージ１での発光に利用される。これにより、紫色ＬＥＤパッケージ１が発光する光エネルギーを有機薄膜透明太陽電池１００で再利用して自家発電し、更なる節電を実現することが可能となる。

　一方、有機薄膜透明太陽電池１００ａや有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、それぞれ昼間の太陽光に暴露されることで太陽光からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａや有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、夜間に屋外照明または屋内照明から発せられる紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。こうして有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂが発電した起電力は、それぞれ直流制御器１１１を介して蓄電装置１２１に取り込まれ、そこでリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。これにより、リチウムイオン蓄電池１２０の放電能力の長寿命化を達成することができる。また、長期間の災害発生などで商業用電力の供給が断たれ、リチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が０となっても、有機薄膜透明太陽電池１００ａおよび有機薄膜透明太陽電池１００ｂの少なくとも一方が太陽光等からの紫外線光エネルギー７３を吸収して自家発電した起電力をリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電することにより、リチウムイオン蓄電池１２０の失われた蓄電量を回復させることができる。

　尚、本実施形態で用いた有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂの光電変換効率が大幅に改善された場合は、商業用電力による再充電を不要とすることも可能である。また、本実施形態では、躯体３０の裏側に設置する太陽電池を有機薄膜透明太陽電池１００ｂとしているが、これを透明ではなく、光電変換効率に優れた不透明な太陽電池としてもよい。この点は、以降に述べる他の実施形態についても同様である。

　また、上記第１実施形態では、照明用の光源となるＬＥＤモジュール（ＬＥＤパッケージ）として紫色ＬＥＤモジュール（紫色ＬＥＤパッケージ）を用いたが、これに限らず、近紫外光ＬＥＤモジュール（近紫外光ＬＥＤパッケージ）、青色ＬＥＤモジュール（青色ＬＥＤパッケージ）、近赤外光ＬＥＤモジュール（近赤外光ＬＥＤパッケージ）などを用いてもよい。また、上記第１実施形態では、蓄電池（二次電池）の一例としてリチウムイオン蓄電池を用いたが、蓄電能力や充放電能力が優れていれば他の蓄電池（例えば、鉛蓄電池、ニッケル蓄電池など）を用いてもよい。また、上記第１実施形態においては、透明太陽電池として有機薄膜透明太陽電池を用いたが、これに限らず、色素増感透明太陽電池等の有機系透明太陽電池、透明な革新型太陽電池、透明な化合物系太陽電池、透明な薄膜太陽電池など、透明な太陽電池を広く用いることができる。

　＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る自家発電照明装置について説明する。
　図４Ａは、本発明の第２実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む概略斜視図である。また、図４Ｂは、図４ＡのＡ－Ａ矢視断面図であり、図４Ｃは、本発明の第２実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。尚、本第２実施形態では、第１実施形態と異なる要素について主に説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付してその説明をできるだけ省略する。

　本発明の第２実施形態に係る自家発電照明装置は、青色ＬＥＤモジュール２１と、躯体３０と、液晶パネル５０と、導光板５２と、光反射板５３と、色素増感透明太陽電池９５と、有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂと、を備える。

　青色ＬＥＤモジュール２１は、表面実装型の青色ＬＥＤパッケージ２が複数連接されてなる。青色ＬＥＤモジュール２１は、エッジライト型のバックライトを構成する光源である。青色ＬＥＤモジュール２１は、躯体３０内で設置領域の一端（本実施形態では上部）に設けられ、その一端側から対峙する側に光エネルギー６８を発光放射する。

　躯体３０は、照射対象物となる液晶パネル５０と他の機器類が設置される設置領域を開口し、この開口部分に液晶パネル５０と共に色素増感透明太陽電池９５と有機薄膜透明太陽電池１００ａが設置されている。また、躯体３０内には、照明用の光源となる青色ＬＥＤモジュール２１と共に、導光板５２が設置されている。導光板５２は、色素増感透明太陽電池９５と対向するように設置され、この導光板５２の一方の主面（以下、底面という）に光反射板５３が設置されている。

　液晶パネル５０は、青色ＬＥＤモジュール２１の各青色ＬＥＤパッケージ２が発光し、かつ、導光板５２や光反射板５３によって導かれた光エネルギーの供給を受けて所定の画像（静止画、動画など）を表示する。液晶パネル５０は、照射対象物として躯体３０の設置領域に設置されている。照射対象物とは、照明用の光源（本実施形態では青色ＬＥＤモジュール２１）が発する光を照射する対象物をいう。

　導光板５２は、例えば、アクリル板などのプラスチック板にレーザー加工やエッチング加工等を施すことにより、導光板５２の側面から入射される光エネルギー６８を液晶パネル５０側に効率良く導くものである。このため、青色ＬＥＤモジュール２１から導光板５２に光エネルギー６８を入射すると、この光エネルギー６８は、液晶パネル５０と対向する導光板５２の板面から放射（面発光）される。

　光反射板５３は、青色ＬＥＤモジュール２１から導光板５２に入射される光エネルギー６８のうち、導光板５２の底面部側に導かれた光エネルギー６８を液晶パネル５０側に強制的に反射させるもので、そのための反射面を有する。光反射板５３の反射面は、導光板５２の底面に密着または近接して配置されている。

　色素増感透明太陽電池９５および有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、それぞれ平面状に形成されている。色素増感透明太陽電池９５は、導光板５２と対向するように液晶パネル５０の内面に配置され、有機薄膜透明太陽電池１００ａは、液晶パネル５０の外面に配置されている。また、有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、躯体３０の裏側（設置領域の開口と反対側）の面に設置されている。

　色素増感透明太陽電池９５は、青色ＬＥＤモジュール２１に複数連接される各々の青色ＬＥＤパッケージ２から発光放射される光エネルギー６８を吸収し、光起電力効果で起電力を自家発電する。具体的には、色素増感透明太陽電池９５は、青色ＬＥＤモジュール２１から導光板５２により液晶パネル５０側に導光される導光光を吸収して発電する以外に、青色ＬＥＤモジュール２１からの直接光と光反射板５３からの反射光との両方の光エネルギー６８を吸収して発電する。青色ＬＥＤモジュール２１からの直接光は、青色ＬＥＤモジュール２１から導光板５２に入射されずに、そこから漏れ出た漏れ光である。光反射板５３からの反射光は、青色ＬＥＤモジュール２１から導光板５２に入射された光エネルギー６８のうち、導光板５２の底面部に導かれ、そこで光反射板５３により反射された光である。有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋外では太陽光または屋外照明（街路灯、水銀灯など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋内では屋内照明（蛍光灯、ＬＥＤ照明など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。

　尚、本実施形態では、色素増感透明太陽電池９５と有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂを組み合わせた構成を採用しているが、これに限らず、色素増感透明太陽電池９５を単独で用いた構成、色素増感透明太陽電池９５と有機薄膜透明太陽電池１００ａを組み合わせた構成、色素増感透明太陽電池９５と有機薄膜透明太陽電池１００ｂを組み合わせた構成でもよい。

　また、本実施形態では、躯体３０の上部に青色ＬＥＤモジュール２１を設置したが、これに限らず、自家発電照明装置の設計上の都合により、躯体３０の上下左右のいずれかの一端側のうち、最も好適と思われる場所に青色ＬＥＤモジュール２１を設置することが可能である。

　（電気回路）
　電力制御部１１２は、光源となる青色ＬＥＤモジュール２１（青色ＬＥＤパッケージ２）に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに商業用電力を含むもので、交流直流変換器１１０と直流制御器１１１を有する。電力制御部１１２は、商業用電力と、透明太陽電池９５，１００ａ，１００ｂが発電する電力とを取り込むとともに、取り込んだ電力を蓄電装置１２１に供給する。交流直流変換器１１０は、商業用電力（交流）の供給を受けて直流電力に変換する。交流直流変換器１１０で変換された直流電力は、蓄電装置１２１のリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。直流制御器１１１は、透明太陽電池９５，１００ａ，１００ｂで発電された起電力を、青色ＬＥＤモジュール２１に適合するように制御する。直流制御器１１１で制御された電力は、蓄電装置１２１のリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。

　蓄電装置１２１は、電力制御部１１２から電力の供給を受けて蓄電するリチウムイオン蓄電池１２０を含み、リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電した電力を青色ＬＥＤモジュール２１の青色ＬＥＤパッケージ２に供給する。リチウムイオン蓄電池１２０は、電力制御部１１２の交流直流変換器１１０や直流制御器１１１から供給される電力を蓄電する。リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された電力は、青色ＬＥＤモジュール２１に供給される。青色ＬＥＤモジュール２１に供給される電力は、各々の青色ＬＥＤパッケージ２を発光（青色ＬＥＤモジュール２１を点灯）させるために消費される。

　本発明の第２実施形態においては、交流直流変換器１１０を介してリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された商業用電力を蓄電装置１２１が青色ＬＥＤモジュール２１に供給することにより、各々の青色ＬＥＤパッケージ２が光エネルギー６８を発光する。そうすると、青色ＬＥＤパッケージ２から発光された光エネルギー６８の多くは、導光板５２に入射されて液晶パネル５０側に導かれ、これが導光光として色素増感透明太陽電池９５に入射されるが、これ以外にも、導光板５２に入射されない漏れ光が存在し、この漏れ光が青色ＬＥＤモジュール２１からの直接光として色素増感透明太陽電池９５に入射される。また、青色ＬＥＤパッケージ２から導光板５２に入射された光エネルギー６８の一部は、導光板５２の底部側に導かれ、そこで光反射板５３によって液晶パネル５０側に反射された反射光が色素増感透明太陽電池９５に入射される。これにより、色素増感透明太陽電池９５は、導光板５２による導光光だけでなく、青色ＬＥＤモジュール２１からの直接光と、光反射板５３による反射光の両方の光エネルギー６８を吸収して発電する。色素増感透明太陽電池９５が発電した電力はリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電され、青色ＬＥＤモジュール２１での発光に利用される。これにより、青色ＬＥＤモジュール２１が発光する光エネルギーを色素増感透明太陽電池９５で再利用して自家発電し、更なる節電を実現することが可能となる。

　一方、有機薄膜透明太陽電池１００ａや有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、それぞれ昼間の太陽光に暴露されることで太陽光からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａや有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、夜間に屋外照明または屋内照明から発せられる紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。こうして色素増感透明太陽電池９５や有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂが発電した起電力は、それぞれ直流制御器１１１を介して蓄電装置１２１に取り込まれ、そこでリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。これにより、リチウムイオン蓄電池１２０の放電能力の長寿命化を達成することができる。また、長期間の災害発生などで商業用電力の供給が断たれ、リチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が０となっても、有機薄膜透明太陽電池１００ａおよび有機薄膜透明太陽電池１００ｂの少なくとも一方が太陽光等からの紫外線光エネルギー７３を吸収して自家発電した起電力をリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電することにより、リチウムイオン蓄電池１２０の失われた蓄電量を回復させることができる。

　尚、上記第２実施形態では、照明用の光源となるＬＥＤモジュール（ＬＥＤパッケージ）として青色ＬＥＤモジュール（青色ＬＥＤパッケージ）を用いたが、これに限らず、近紫外光ＬＥＤモジュール（近紫外光ＬＥＤパッケージ）、紫色ＬＥＤモジュール（紫色ＬＥＤパッケージ）、近赤外光ＬＥＤモジュール（近赤外光ＬＥＤパッケージ）などを用いてもよい。また、上記第２実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを用いたが、これに限らず、例えば、絵柄表示パネルを用いてもよい。絵柄表示パネルは、内照式看板等で用いられる透明または半透明のパネルであって、看板として表示すべき絵柄が形成される。また、上記第２実施形態では、蓄電池（二次電池）の一例としてリチウムイオン蓄電池を用いたが、蓄電能力や充放電能力が優れていれば他の蓄電池（例えば、鉛蓄電池、ニッケル蓄電池など）を用いてもよい。また、上記第２実施形態においては、透明太陽電池として色素増感透明太陽電池と有機薄膜透明太陽電池を用いたが、これに限らず、透明な革新型太陽電池、透明な化合物系太陽電池、透明な薄膜太陽電池など、透明な太陽電池を広く用いることができる。

　＜第３実施形態＞
　次に、本発明の第３実施形態に係る自家発電照明装置について説明する。
　図５Ａは、本発明の第３実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む概略斜視図である。また、図５Ｂは、図５ＡのＡ－Ａ矢視断面図であり、図５Ｃは、本発明の第３実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。尚、本第３実施形態では、第１実施形態と異なる要素について主に説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付してその説明をできるだけ省略する。

　本発明の第３実施形態に係る自家発電照明装置は、紫色ＬＥＤモジュール２０と、躯体８０と、絵柄表示パネル８３と、光反射板８６と、有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂと、透明ＵＶカットフィルム１０４と、を備える。

　紫色ＬＥＤモジュール２０は、表面実装型の紫色ＬＥＤパッケージ１が複数連接されてなる。紫色ＬＥＤモジュール２０は、エッジライト型の照明用の光源である。紫色ＬＥＤモジュール２０は、躯体３０内で設置領域の一端（本実施形態では上部）に設けられている。紫色ＬＥＤモジュール２０は、躯体３０の一端と対峙する側（下端側）に紫外線光エネルギー７３を発光放射する。

　躯体８０は、照射対象物となる絵柄表示パネル８３と他の機器類が設置される設置領域を開口し、この開口部分に絵柄表示パネル８３と共に有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａが設置されている。また、躯体８０内には、照射対象物となる絵柄表示パネル８３と共に、光反射板８６が設置されている。光反射板８６は、有機薄膜透明太陽電池１００と対向するように設置されている。

　絵柄表示パネル８３は、内照式看板で表示すべき絵柄が形成されるパネルであって、躯体８０に取り付けられている。絵柄表示パネル８３は、光透過性を有する透明または半透明のパネルを用いて構成され、その表示面側に絵柄が形成される。絵柄表示パネル８３の表示面は外向きに配置されている。

　光反射板８６は、有機薄膜透明太陽電池１００と対向する側に反射面を有する。光反射板８６の反射面は、一様に平面状に形成され、紫色ＬＥＤモジュール２０が発光放射する紫外線光エネルギー７３の一部を反射面によって絵柄表示パネル８３側に強制的に反射させる。光反射板８６は、その反射面と有機薄膜透明太陽電池１００との間の対向距離（水平距離）が、躯体８０の上端から下端に向かって徐々に小さくなるよう、反射面を所定の角度で斜めに傾けて設置されている。尚、光反射板８６については、例えば、光反射板８６の一端（本実施形態では上端）を蝶番などの回動性を有する器具を用いて回動可能に支持することにより、その反射面の傾斜角度を任意に変更可能な構成としてもよい。

　有機薄膜透明太陽電池１００，１００ａ，１００ｂは、それぞれ平面状に形成されている。有機薄膜透明太陽電池１００は、紫色ＬＥＤモジュール２０に複数連接される各々の紫色ＬＥＤパッケージ１から発光放射された紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を自家発電する。具体的には、有機薄膜透明太陽電池１００は、紫色ＬＥＤモジュール２０からの直接光と光反射板８６からの反射光の両方の紫外線光エネルギー７３を吸収して発電する。有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋外では太陽光または屋外照明（街路灯、水銀灯など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋内では屋内照明（蛍光灯、ＬＥＤ照明など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。

　有機薄膜透明太陽電池１００は、光反射板８６と対向するように躯体３０内に配置されている。絵柄表示パネル８３の内面には、透明ＵＶカットフィルム１０４を介して有機薄膜透明太陽電池１００が配置され、絵柄表示パネル８３の外面には有機薄膜透明太陽電池１００ａが配置されている。これにより、紫色ＬＥＤモジュール２０の各紫色ＬＥＤパッケージ１が発光する紫外線光エネルギー７３は、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収され、そこで吸収しきれなかった紫外線が透明ＵＶカットフィルム１０４で吸収消滅される。したがって、絵柄表示パネル８３には、紫外線を含まない光エネルギー６８が照射される。有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、躯体８０の裏側（設置領域の開口と反対側）の面に設置されている。

　透明ＵＶカットフィルム１０４は、表面実装型の紫色ＬＥＤパッケージ１から見て、有機薄膜透明太陽電池１００のすぐ外側に形成されている。透明ＵＶカットフィルム１０４は、有機薄膜透明太陽電池１００を透過した紫外線を吸収消滅させる。透明ＵＶカットフィルム１０４は、有機薄膜透明太陽電池１００で吸収され起電力を発電した後の、残りの紫外線を吸収消滅し、紫外線を含まない光エネルギー６８はそのまま透過させることで、透明ＵＶカットフィルム１０４から先に存在する絵柄表示パネル８３や人体に紫外線を放射することの悪影響を抑制する。

　また、蓄電装置１２１は、電源スイッチのオン（通電）、オフ（遮断）機能の他に、電力制御部１１２からの電力の供給停止、および／または、停電を感知する感知機能を有する。そして、この感知機能により、電力制御部１１２からの電力の供給停止、および／または、停電を感知した場合、蓄電装置１２１は、リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電されている電力を引き続き紫色ＬＥＤモジュール２０の紫色ＬＥＤパッケージ１に供給することにより、紫色ＬＥＤパッケージ１を常時オン状態にするとともに、当該オン状態中に紫色ＬＥＤパッケージ１が発光した紫外線光エネルギー７３の吸収により有機薄膜透明太陽電池１００が発電した電力の供給を電力制御部１１２から受けて紫色ＬＥＤモジュール２０の紫色ＬＥＤパッケージ１に再び供給するエンドレス機能を有する。尚、電源スイッチは、オン状態で自家発電照明装置を点灯させ、オフ状態で自家発電照明装置を消灯させるためのスイッチである。また、「常時オン状態にする」とは、上記感知機能で感知する前後において、照明用の光源をオン状態に維持するという意味である。

　さらに、蓄電装置１２１は、電力制御部１１２から電力の供給を受けてリチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が満充電状態になった場合に、電力制御部１１２からの電力供給を自ら停止する過充電防止機能を有する。また、蓄電装置１２１は、上記過充電防止機能によって電力制御部１１２からの電力供給を停止後、上記満充電状態から電力が消費されて蓄電可能になった場合に、有機薄膜透明太陽電池１００や有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂが発電する電力の供給を電力制御部１１２から受けて蓄電し、この蓄電中にリチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が予め設定された残蓄電量まで減少した場合に、商業用電力の供給を電力制御部１１２から受けて紫色ＬＥＤモジュール２０の紫色ＬＥＤパッケージ１に対する商業用電力の供給を再開する機能を備える。上記残蓄電量は、例えば、満充電状態の充電量を１００％としたときに、３０％以上５０％以下の範囲内で設定するとよい。尚、上記残蓄電量の設定に３０％以上５０％以下と幅を持たせたのは、自家発電照明装置の設置場所やインフラ環境などによって残蓄電量の適正値が変わる可能性があるためである。具体的には、停電後復旧までに要する時間は、市街地では比較的短く、山間部では比較的長くなる傾向があり、その場合、市街地では残蓄電量を３０％程度に設定したほうがよく、山間部では残蓄電量を５０％程度に設定したほうがよい。よって、紫色ＬＥＤモジュール２０を使用する場所に応じて適宜、残蓄電量を設定することが望ましい。

　本発明の第３実施形態においては、交流直流変換器１１０を介してリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された商業用電力を蓄電装置１２１が紫色ＬＥＤモジュール２０に供給することにより、各々の紫色ＬＥＤパッケージ１が紫外線光エネルギー７３を発光する。そうすると、紫色ＬＥＤパッケージ１から発光された紫外線光エネルギー７３の一部は、紫色ＬＥＤパッケージ１からの直接光として有機薄膜透明太陽電池１００に入射し、他の紫外線光エネルギー７３は、光反射板８６からの反射光として有機薄膜透明太陽電池１００に入射する。これにより、有機薄膜透明太陽電池１００は、直接光と反射光の両方の紫外線光エネルギー７３を吸収して発電する。有機薄膜透明太陽電池１００が発電した電力はリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電され、紫色ＬＥＤパッケージ１での発光に利用される。これにより、紫色ＬＥＤパッケージ１が発光する光エネルギーを有機薄膜透明太陽電池１００で再利用して自家発電し、更なる節電を実現することが可能となる。

　また、紫色ＬＥＤモジュール２０（紫色ＬＥＤパッケージ１）が点灯中に停電が発生しても引き続きリチウムイオン蓄電池１２０から電力の供給を受けて紫色ＬＥＤパッケージ１が紫外線光エネルギー７３を発光し、かつ、有機薄膜透明太陽電池１００が紫外線光エネルギー７３の吸収による発電を繰り返して自家発電しリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電することにより、リチウムイオン蓄電池１２０の放電能力時間の長寿命化を達成することができる。また、電源スイッチをオフ（遮断）にしない限りリチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が０になるまで紫色ＬＥＤパッケージ１が紫外線光エネルギー７３を発光し続けるため、長時間にわたる非常用停電対応型照明器具としての役目と、商業用電力の供給停止中の節電機能を併せ持つ自家発電照明装置を実現することができる。

　特に、本実施形態に係る自家発電照明装置を内照式看板照明装置に適用する場合、当該照明装置は、繁華街で歩道脇のビルの壁面に設置される場合が多い。このため、そのような内照式看板照明装置に本実施形態の自家発電照明装置を適用すれば、停電時にビルの入口や歩道上を明るく照らすことで周囲に安全や安心感を与えることができる。

　尚、上記第３実施形態では、照明用の光源となるＬＥＤモジュール（ＬＥＤパッケージ）として紫色ＬＥＤモジュール（紫色ＬＥＤパッケージ）を用いたが、これに限らず、近紫外光ＬＥＤモジュール（近紫外光ＬＥＤパッケージ）、青色ＬＥＤモジュール（青色ＬＥＤパッケージ）、近赤外光ＬＥＤモジュール（近赤外光ＬＥＤパッケージ）などを用いてもよい。また、上記第３実施形態では、蓄電池（二次電池）の一例としてリチウムイオン蓄電池を用いたが、蓄電能力や充放電能力が優れていれば他の蓄電池（例えば、鉛蓄電池、ニッケル蓄電池など）を用いてもよい。また、上記第３実施形態においては、透明太陽電池として有機薄膜透明太陽電池を用いたが、これに限らず、色素増感透明太陽電池等の有機系透明太陽電池、透明な革新型太陽電池、透明な化合物系太陽電池、透明な薄膜太陽電池など、透明な太陽電池を広く用いることができる。

　＜第４実施形態＞
　次に、本発明の第４実施形態に係る自家発電照明装置について説明する。
　図６Ａは、本発明の第４実施形態に係る自家発電照明装置の躯体を含む概略斜視図である。また、図６Ｂは、図６ＡのＡ－Ａ矢視断面図であり、図６Ｃは、本発明の第４実施形態に係る自家発電照明装置の電気回路の構成例を示す模式図である。尚、本第４実施形態では、第１実施形態と異なる要素について主に説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付してその説明をできるだけ省略する。

　本発明の第４実施形態に係る自家発電照明装置は、躯体３０と、有機ＥＬパネル２７と、色素増感透明太陽電池９５と、有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂと、を備える。

　躯体３０は、有機ＥＬパネル２７と他の機器類が設置される設置領域を開口し、この開口部分に有機ＥＬパネル２７と共に色素増感透明太陽電池９５と有機薄膜透明太陽電池１００ａが設置されている。また、躯体３０の裏側（設置領域の開口と反対側）には有機薄膜透明太陽電池１００ｂが設置されている。

　有機ＥＬパネル２７は、躯体３０の設置領域に設置された自発光型のパネルである。有機ＥＬパネル２７は、電力の供給を受けてフルカラーの光エネルギー２９を発光する。有機ＥＬパネル２７は、金属電極３２と、有機電子輸送層３３と、有機発光層３４と、有機正孔輸送層３５と、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）透明電極３６と、透明基板３７と、を有する。有機発光層３４は、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色の発光層を有する。透明基板３７上には、ＩＴＯ透明電極３６、有機正孔輸送層３５、有機発光層３４、有機電子輸送層３３、金属電極３２の順に積層されている。有機ＥＬパネル２７は、金属電極３２から有機電子輸送層３３を通して運ばれる電子と、ＩＴＯ透明電極３６から有機正孔輸送層３５を通して運ばれる正孔とが、有機発光層３４で結合し、この結合によるエネルギーで有機発光層３４の発光材料が励起されることにより、フルカラーの光エネルギー２９を発光する。

　色素増感透明太陽電池９５は、有機ＥＬパネル２７の外面上に、光吸収面を内側に向けて平面状に形成されている。有機薄膜透明太陽電池１００ａは、有機ＥＬパネル２７の外面上に、光吸収面を外側に向けて平面状に形成されている。有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、躯体３０の設置領域の開口とは反対側の面に平面状に形成されている。

　色素増感透明太陽電池９５は、有機ＥＬパネル２７の発光方向に配置されている。具体的には、色素増感透明太陽電池９５は、透明基板３７の一方の主面であって、ＩＴＯ透明電極３６とは反対側の面に形成されている。色素増感透明太陽電池９５は、透明基板３７の主面を覆うように平面状に形成されている。色素増感透明太陽電池９５は、有機ＥＬパネル３１から発光される光エネルギー２９を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。

　有機薄膜透明太陽電池１００ａは、透明基板３７上に色素増感透明太陽電池９５を介して積層されている。色素増感透明太陽電池９５と有機薄膜透明太陽電池１００は、それぞれの光吸収面を逆向きにして一体に形成されている。色素増感透明太陽電池９５の光吸収面は、有機ＥＬパネル２７（有機発光層３４）側を向いて配置され、有機薄膜透明太陽電池１００ａの光吸収面は、有機ＥＬパネル２７と反対方向となる外向きに配置されている。有機薄膜透明太陽電池１００ａは、色素増感透明太陽電池９５を覆うように平面状に形成されている。有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、躯体３０の裏側に金属電極３２を覆うように平面状に形成されている。有機薄膜透明太陽電池１００ｂの光吸収面は、金属電極３２と反対方向となる外向きに配置されている。有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋外では太陽光または屋外照明（街路灯、水銀灯など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａ，１００ｂは、屋内では屋内照明（蛍光灯、ＬＥＤ照明など）からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で自家発電する。

　（電気回路）
　電力制御部１１２は、有機ＥＬパネル２７に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに商業用電力を含むもので、交流直流変換器１１０と直流制御器１１１を有する。電力制御部１１２は、商業用電力と、透明太陽電池９５，１００ａ，１００ｂが発電する電力とを取り込むとともに、取り込んだ電力を蓄電装置１２１に供給する。交流直流変換器１１０は、商業用電力（交流）の供給を受けて直流電力に変換する。交流直流変換器１１０で変換された直流電力は、蓄電装置１２１のリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。直流制御器１１１は、透明太陽電池９５，１００ａ，１００ｂで発電された起電力を、有機ＥＬパネル２７に適合するように制御する。直流制御器１１１で制御された電力は、蓄電装置１２１のリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。

　蓄電装置１２１は、電力制御部１１２から電力の供給を受けて蓄電するリチウムイオン蓄電池１２０を含み、リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電した電力を有機ＥＬパネル２７に供給する。リチウムイオン蓄電池１２０は、電力制御部１１２の交流直流変換器１１０や直流制御器１１１から供給される電力を蓄電する。リチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された電力は、有機ＥＬパネル２７に供給される。有機ＥＬパネル２７に供給される電力は、有機ＥＬパネル２７の有機発光層３４を発光させるために消費される。

　本発明の第４実施形態においては、交流直流変換器１１０を介してリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電された商業用電力を蓄電装置１２１が有機ＥＬパネル２７に供給することにより、有機ＥＬパネル２７がフルカラーの光エネルギー２９を発光する。そうすると、色素増感透明太陽電池９５は、有機ＥＬパネル２７から発光された光エネルギー２９を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。色素増感透明太陽電池９５が発電した電力はリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電され、有機ＥＬパネル２７での発光に利用される。これにより、有機ＥＬパネル２７が発光する光エネルギーを色素増感透明太陽電池９５で再利用して自家発電し、更なる節電を実現することが可能となる。

　一方、有機薄膜透明太陽電池１００ａや有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、それぞれ昼間の太陽光に暴露されることで太陽光からの紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。また、有機薄膜透明太陽電池１００ａや有機薄膜透明太陽電池１００ｂは、夜間に屋外照明または屋内照明から発せられる紫外線光エネルギー７３を吸収し、光起電力効果で起電力を発電する。こうして有機薄膜透明太陽電池９５，１００ａ，１００ｂが発電した起電力は、それぞれ直流制御器１１１を介して蓄電装置１２１に取り込まれ、そこでリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電される。これにより、リチウムイオン蓄電池１２０の放電能力の長寿命化を達成することができる。また、長期間の災害発生などで商業用電力の供給が断たれ、リチウムイオン蓄電池１２０の蓄電量が０となっても、有機薄膜透明太陽電池１００ａおよび有機薄膜透明太陽電池１００ｂの少なくとも一方が太陽光等からの紫外線光エネルギー７３を吸収して自家発電した起電力をリチウムイオン蓄電池１２０に蓄電することにより、リチウムイオン蓄電池１２０の失われた蓄電量を回復させることができる。

　尚、上記第４実施形態では、蓄電池（二次電池）の一例としてリチウムイオン蓄電池を用いたが、蓄電能力や充放電能力が優れていれば他の蓄電池（例えば、鉛蓄電池、ニッケル蓄電池など）を用いてもよい。また、上記第４実施形態においては、透明太陽電池として色素増感透明太陽電池と有機薄膜透明太陽電池を用いたが、これに限らず、透明な革新型太陽電池、透明な化合物系太陽電池、透明な薄膜太陽電池など、透明な太陽電池を広く用いることができる。

　以下、本発明の好ましい態様の１つを以下に付記する。
　（付記１）
　照射対象物が設置される設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体内に設けられ、電力の供給を受けて発光する照明用の光源と、
　光エネルギーを吸収して発電する透明太陽電池と、
　前記照射対象物として前記躯体の設置領域に設置され、前記光源が発光する光エネルギーの供給を受けて所定の画像を表示する表示パネルと、
　前記光源に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記光源に供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記透明太陽電池は、前記表示パネルの内面に平面状に形成される第１透明太陽電池と、前記表示パネルの外面に平面状に形成される第２透明太陽電池と、前記躯体の前記設置領域の開口とは反対側の面に平面状に形成される第３太陽電池のうち少なくとも前記第１透明太陽電池を含み、
　前記第１透明太陽電池は、前記光源が発光する光エネルギーを吸収して発電し、
　前記第２透明太陽電池および前記第３太陽電池は、屋外では、太陽光または屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電し、屋内では、屋内照明からの光エネルギーを吸収して発電し、
　前記蓄電装置は、前記第１透明太陽電池、前記第２透明太陽電池、および前記第３太陽電池のうち少なくとも前記第１透明太陽電池が発電した電力の供給を前記電力制御部から受けて前記蓄電池に蓄電する、
　自家発電照明装置。
　（付記２）
　前記蓄電装置は、長期間の災害発生などで前記商業用電力の供給を断たれた場合に、前記第２透明太陽電池および前記第３太陽電池の少なくとも一方が前記太陽光または前記屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電した電力の供給を前記電力制御部から受けることにより、前記蓄電池の蓄電量を回復させる、
　付記１に記載の自家発電照明装置。

　現在使用される液晶用の光源、または内照式看板の照明用の光源、或いは有機発光ダイオードなどの光源は、自ら発光した光エネルギーを再利用することがなく、多くの消費電力を必要としている。本発明の自家発電照明装置は、自ら発光した光エネルギーを再利用して自家発電することができる。また、光源からの光エネルギーを吸収して発電する透明太陽電池を設けることにより、天候に左右されることがなく安定した自家発電を計算できる。さらに、躯体外の、太陽光や屋外照明、屋内照明の光エネルルギーを吸収して発電する太陽電池を併用することで膨大な節電が可能となり地球温暖化を防止するための一助となり得る。

　１…紫色ＬＥＤパッケージ
　２…青色ＬＥＤパッケージ
　１０…紫色ＬＥＤ素子
　２０…紫色ＬＥＤモジュール
　２１…青色ＬＥＤモジュール
　２７…有機ＥＬパネル
　３０…躯体
　５０…液晶パネル
　５２…導光板
　５３…光反射板
　６８…光エネルギー
　７３…紫外線光エネルギー
　８０…躯体
　８３…絵柄表示パネル
　８６…光反射板
　９５…色素増感透明太陽電池
　１００，１００ａ，１００ｂ…有機薄膜透明太陽電池
　１１０…交流直流変換器
　１１１…直流制御器
　１１２…電力制御部
　１２０…リチウムイオン蓄電池
　１２１…蓄電装置

Claims

　照射対象物が設置される設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体内に設けられ、電力の供給を受けて発光する照明用の光源と、
　光エネルギーを吸収して発電する太陽電池と、
　前記照射対象物として前記躯体の設置領域に設置され、前記光源が発光する光エネルギーの供給を受けて所定の画像を表示する表示パネルと、
　前記躯体内に設けられる導光板と、
　前記導光板の底面部に形成される光反射板と、
　前記光源に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記光源に供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記光源は、前記躯体内で前記設置領域の一端に設けられ、前記設置領域の一端と対峙する側に光エネルギーを発光し、
　前記導光板は、前記光源が発光する光エネルギーを前記表示パネル側に導き、
　前記光反射板は、前記光源が発光する光エネルギーのうち前記導光板の底面部側に導かれた光エネルギーを前記表示パネル側に反射し、
　前記太陽電池は、前記光源からの直接光と、前記光反射板からの反射光の両方の光エネルギーを吸収して発電する、
　自家発電照明装置。
　前記蓄電装置は、前記電力制御部から電力の供給を受けて前記蓄電池の蓄電量が満充電状態になった場合に、前記電力制御部からの電力供給を自ら停止する過充電防止機能を有する、
　請求項１に記載の自家発電照明装置。
　前記太陽電池は、前記表示パネルの内面に平面状に形成される透明な第１太陽電池と、前記表示パネルの外面に平面状に形成される透明な第２太陽電池と、前記躯体の前記設置領域の開口とは反対側の面に平面状に形成される透明または不透明な第３太陽電池のうち少なくとも前記第１太陽電池を含み、
　前記第１太陽電池は、前記光源が発光する光エネルギーを吸収して発電し、
　前記太陽電池が前記第２太陽電池および前記第３太陽電池を含む場合、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池は、屋外では、太陽光または屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電し、屋内では、屋内照明からの光エネルギーを吸収して発電し、
　前記蓄電装置は、前記第１太陽電池、前記第２太陽電池、および前記第３太陽電池のうち少なくとも前記第１太陽電池が発電した電力の供給を前記電力制御部から受けて前記蓄電池に蓄電する、
　請求項１または２に記載の自家発電照明装置。
　前記蓄電装置は、長期間の災害発生などで前記商業用電力の供給を断たれた場合に、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池の少なくとも一方が前記太陽光または前記屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電した電力の供給を前記電力制御部から受けることにより、前記蓄電池の蓄電量を回復させる、
　請求項３に記載の自家発電照明装置。
　照射対象物が設置される設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体内に設けられ、電力の供給を受けて発光する照明用の光源と、
　光エネルギーを吸収して発電する太陽電池と、
　前記照射対象物として前記躯体の設置領域に設置され、光エネルギーの供給を受けて所定の画像を表示する表示パネルと、
　前記躯体内に設けられる光反射板と、
　前記光源に供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記光源に供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記光源は、前記躯体内で前記設置領域の一端に設けられ、前記設置領域の一端と対峙する側に光エネルギーを発光し、
　前記光反射板は、前記表示パネルに対向して配置される反射面を有するとともに、前記反射面と前記表示パネルとの対向距離が、前記設置領域の一端からこれに対峙する他端側に向かって徐々に小さくなるように、前記反射面を斜めに傾けて設置され、前記光源から発光される光エネルギーの一部を前記反射面によって前記表示パネル側に反射し、
　前記太陽電池は、前記光源から発光される直接光と、前記光源から発光され、前記反射面によって前記表示パネル側に反射される反射光の両方の光エネルギーを吸収して発電する、
　自家発電照明装置。
　前記蓄電装置は、電源スイッチのオン、オフ機能の他に、前記電力制御部からの電力の供給停止、および／または、停電を感知する感知機能を有し、前記感知機能によって前記電力制御部からの電力の供給停止、および／または、停電を感知した場合に、前記蓄電池に蓄電されている電力を引き続き前記光源に供給することにより、前記光源を常時オン状態にするとともに、前記オン状態中に前記光源が発光した光エネルギーの吸収により前記太陽電池が発電した電力の供給を前記電力制御部から受けて前記光源に再び供給するエンドレス機能を有する、
　請求項５に記載の自家発電照明装置。
　前記太陽電池は、前記表示パネルの内面に平面状に形成される透明な第１太陽電池と、前記表示パネルの外面に平面状に形成される透明な第２太陽電池と、前記躯体の前記設置領域の開口とは反対側の面に平面状に形成される透明または不透明な第３太陽電池のうち少なくとも前記第１太陽電池を含み、
　前記第１太陽電池は、前記直接光と前記反射光の両方の光エネルギーを吸収して発電し、
　前記太陽電池が前記第２太陽電池および前記第３太陽電池を含む場合、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池は、屋外では、太陽光または屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電し、屋内では、屋内照明からの光エネルギーを吸収して発電し、
　前記蓄電装置は、前記第１太陽電池、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池のうち少なくとも前記第１太陽電池が発電した電力の供給を前記電力制御部から受けて前記蓄電池に蓄電する、
　請求項５または６に記載の自家発電照明装置。
　設置領域を開口した躯体と、
　前記躯体の設置領域に設置され、電力の供給を受けて発光する自発光型のパネルと、
　光エネルギーを吸収して発電する太陽電池と、
　前記パネルに供給する電力を制御するとともに、制御の対象とする電力の１つに少なくとも商業用電力を含む電力制御部と、
　前記電力制御部から電力の供給を受けて蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池に蓄電した電力を前記パネルに供給する蓄電装置と、
　を備え、
　前記太陽電池は、前記パネルの外面上に、光吸収面を内側に向けて平面状に形成される透明な第１太陽電池と、前記パネルの外面上に、光吸収面を外側に向けて平面状に形成される透明な第２太陽電池と、前記躯体の前記設置領域の開口とは反対側の面に平面状に形成される透明または不透明な第３太陽電池のうち少なくとも前記第１太陽電池を含み、
　前記第１太陽電池は、前記パネルの発光方向に配置され、前記パネルが発光する光エネルギーを吸収して発電し、
　前記太陽電池が前記第２太陽電池および前記第３太陽電池を含む場合、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池は、屋外では、太陽光または屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電し、屋内では、屋内照明からの光エネルギーを吸収して発電し、
　前記蓄電装置は、前記第１太陽電池、前記第２太陽電池、および前記第３太陽電池のうち少なくとも１つの太陽電池が発電した電力の供給を前記電力制御部から受けて前記蓄電池に蓄電する、
　自家発電照明装置。
　前記蓄電装置は、長期間の災害発生などで前記商業用電力の供給を断たれた場合に、前記第２太陽電池および前記第３太陽電池の少なくとも一方が前記太陽光または前記屋外照明からの光エネルギーを吸収して発電した電力の供給を前記電力制御部から受けることにより、前記蓄電池の蓄電量を回復させる、
　請求項８に記載の自家発電照明装置。