WO2020105420A1 - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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WO2020105420A1
WO2020105420A1 PCT/JP2019/043346 JP2019043346W WO2020105420A1 WO 2020105420 A1 WO2020105420 A1 WO 2020105420A1 JP 2019043346 W JP2019043346 W JP 2019043346W WO 2020105420 A1 WO2020105420 A1 WO 2020105420A1
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transmissive
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transparent conductive
lighting device
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陽子 小野
浩伸 蓑輪
周平 阪本
武志 小松
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop

Definitions

  • the present invention relates to a technique of a lighting device suitable for decorative use.
  • Illuminators whose light source is covered by a glass frame are often sold for decorative purposes due to their stylish and simple design. For example, it is sold as desk lighting, ceiling lighting, and foot lighting.
  • Such an illuminating device is designed to produce a unique atmosphere by the light of the light source in the frame illuminating the entire surrounding glass. In order to make the best use of such characteristics and not to impair the atmosphere and landscape, it is considered desirable that the entire frame around the light source is made of light-transmissive glass.
  • Patent Document 1 Although there is a lighting device with a built-in power source, a part of the lighting device such as a storage space for a dry battery or the like needs to be made into a black box, and there is a problem in design in the same point.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the design of a lighting device.
  • the lighting device of the present invention is characterized in that it is provided on a light path of light emitted from a light source, and is provided with a light-transmitting lighting frame including a light-transmitting battery for driving the light source in a part or the whole thereof. ..
  • the lighting device further includes a lighting frame with a conductive film including a transparent conductive film, the light-transmissive battery is in contact with the transparent conductive film, and the transparent conductive film is connected to the light source.
  • the transparent conductive film is formed inside a pair of parallel linear grooves formed on a surface of the lighting frame with the conductive film, and the light transmissive battery has a flat plate shape.
  • the flat plate-shaped positive electrode terminal and the flat plate-shaped negative electrode terminal respectively project from the same side and are fitted into the pair of grooves, respectively.
  • the transparent conductive film is formed inside a pair of parallel grooves formed in an n-gonal shape (n is an integer of 3 or more) on the surface of the lighting frame with a conductive film, and the transparent battery is provided.
  • n is an integer of 3 or more
  • the transparent battery is provided.
  • n in number each of which has a flat plate shape, and a flat plate-shaped positive electrode terminal and a negative electrode terminal are respectively projected from the same side and are fitted into the pair of grooves so that an n-square prism is formed. It is characterized by
  • each of the n light-transmitting batteries has a positive electrode terminal and a negative electrode terminal fitted in the same groove, or a positive electrode terminal and a negative electrode terminal alternately fitted in the same groove. ..
  • the number of the light-transmitting cells is n (n is an integer of 3 or more) and constitutes a side surface of the illuminating device, and the illumination frame with a conductive film is an n-sided polygon. It is characterized in that it constitutes the bottom surface of.
  • the light transmissive lighting frame is made of glass.
  • the design of the lighting device can be improved.
  • the present invention is characterized in that a light-transmissive battery is included in a light-transmissive lighting frame forming a side surface of the lighting device. Since the battery for driving the light source is a light-transmissive battery and the light-transmissive battery is included in the light-transmissive illumination frame, a storage space for a dry battery or the like is not required, and the power source part can be excluded from the view. As a result, it is possible to provide a lighting device with improved design.
  • the present embodiment the case where the light-transmissive illumination frame forming the bottom surface of the illumination device is a quadrangle will be described.
  • all the light-transmissive illumination frames forming the lighting device are made of light-transmissive glass, and are therefore referred to as light-transmissive glass.
  • the present invention is not limited to the contents shown in the following embodiments and examples, and can be appropriately modified and implemented within the scope of the invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a structural example of a lighting device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 1A is an exploded view
  • FIG. 1B is an assembly view.
  • FIG. 2 is a diagram showing the light-transmitting glass on the bottom surface.
  • 2A is a top view
  • FIG. 2B is a sectional view taken along line A-A '.
  • the lighting device 100 mainly includes a light-transmissive glass 1 forming a bottom surface, four light-transmissive glasses 2 to 5 forming side surfaces, and a light source 6.
  • the four light-transmissive glasses (light-transmissive illumination frames) 2 to 5 on the side surface are arranged on the optical path of the light emitted from the light source 6 on the bottom surface, and are used to drive the light source 6 to part or all of itself.
  • a light transmissive battery 7 is included.
  • the light transmissive battery 7 may be included in all the light transmissive glasses 2 to 5, or may be included in any of the light transmissive glasses 2 to 5.
  • the light-transmissive glasses 2 to 5 and the light-transmissive battery 7 on the side surface each have a flat plate shape.
  • Each of the light-transmissive glasses 2 to 5 includes a tab 8a and a tab 8b in a flat plate shape.
  • the tabs 8a and 8b project from the same side, and a pair of grooves formed in the light-transmissive glass 1 on the bottom surface. 9a and 9b are fitted respectively.
  • the tabs 8a and 8b are structured and configured as the positive electrode tab 8a and the negative electrode tab 8b, respectively, and the positive electrode tab 8a and the negative electrode tab 8b are also grooved. 9a and 9b are fitted respectively.
  • the light-transmissive glass (lighting frame with conductive film) 1 on the bottom surface has a flat plate shape and is connected to the light source 6 via the two wirings 10a and 10b. It includes a film layer 11a and a second transparent conductive film layer 11b. The first transparent conductive film layer 11a and the second transparent conductive film layer 11b are formed inside a pair of parallel linear grooves 9a and 9b formed in a quadrangle on the surface. Note that the light-transmissive glass 1 on the bottom surface does not necessarily have the light-transmissivity depending on the design, unlike the light-transmissive glasses 2 to 5 on the side surfaces.
  • the term “lighting frame with a conductive film” described in the claims includes both the case of having light transmissive property and the case of not having light transmissive property.
  • the lighting device 100 will be described more specifically.
  • At least one of the four light-transmitting glasses 2 to 5 on the side surface is a light-transmitting battery 7 provided with a positive electrode tab 8a and a negative electrode tab 8b.
  • the positive electrode tab 8a and the negative electrode tab 8b are self-standing by being inserted into the groove 9a with the first transparent conductive film layer 11a and the groove 9b with the second transparent conductive film layer 11b provided on the light-transmitting glass 1 on the bottom surface, respectively. Then, it is electrically connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the light source 6 through the first transparent conductive film layer 11a and the second transparent conductive film layer 11b which are in contact with each other by being inserted, and also through the two wirings 10a and 10b. As a result, light is emitted from the light source 6 using the light transmissive battery 7 as a power source.
  • the respective positive electrode tabs 8a and negative electrode tabs 8b are provided on the light-transmitting glass 1 on the bottom surface. Two or more by inserting into the groove 9a with the one transparent conductive film layer 11a and the groove 9b with the second transparent conductive film layer 11b, respectively, and fitting the respective positive electrode tabs 8a and negative electrode tabs 8b into the same groove.
  • the light transmissive batteries 7 are connected in parallel. Thereby, the battery capacity can be increased.
  • a plurality of light transmissive batteries 7 can be connected to each other. It is also possible to connect in series.
  • the remaining three light-transmitting glasses are glass plates processed into the same shape as the light-transmitting battery 7. To use.
  • the material of the light transmissive glasses 1 to 5 is not limited to a specific material, and any material that transmits light can be used.
  • a transparent glass substrate or an acrylic substrate may be used.
  • the grooves 9a and 9b provided with the first transparent conductive film layer 11a and the second transparent conductive film layer 11b, respectively, can be obtained by groove processing using a general processing machine.
  • the widths of the grooves 9a and 9b may be formed to correspond to the respective thicknesses of the positive electrode tab 8a and the negative electrode tab 8b of the light transmissive battery 7.
  • the first transparent conductive film layer 11a and the second transparent conductive film layer 11b may be formed by a sputtering method or a vapor deposition method after applying a masking tape to the surface area other than the grooves 9a and 9b.
  • the transparent conductive film include semiconductors such as tin-doped indium oxide (ITO), tin oxide (TO), fluorine-doped tin oxide (FTO), and zinc oxide (ZnO).
  • the sheet resistance of the transparent conductive film is preferably 100 ⁇ / sq or less. Further, considering the light transmittance, an ITO film having a film thickness of 200 to 500 nm formed by a sputtering method is desirable.
  • the light transmissive battery 7 includes a positive electrode 20 in which a transparent conductive film layer 22 and a positive electrode layer 23 are stacked on a glass substrate 21, and a negative electrode 30 in which a transparent conductive film layer 32 and a negative electrode layer 33 are stacked on a glass substrate 31. And an electrolyte layer 40.
  • a battery that operates on the principle of a lithium-ion secondary battery will be described as an example.
  • the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33 include a substance capable of inserting and releasing lithium ions.
  • the electrolyte layer 40 has lithium ion conductivity.
  • the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33 are arranged so as to face each other with the electrolyte layer 40 in between so as not to contact each other.
  • the electrolyte layer 40 is a liquid, it is sealed with an insulating adhesive having high transparency so that the electrolyte contacts the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33.
  • an insulating adhesive a room temperature curing type synthetic adhesive such as a solution drying type, a moisture curing type, a two liquid mixing type, and a UV curing type is desirable.
  • a silicone resin or epoxy resin In order to ensure transparency after curing, it is desirable to use a silicone resin or epoxy resin. Of these, an epoxy resin having high adhesive strength and airtightness, low oxygen / water permeability, and high resistance to various chemical substances is preferable.
  • the organic electrolyte is preferably made of epoxy resin because it has higher durability.
  • the material and thickness of the glass substrates 21 and 31 are not particularly limited as long as they are materials having light transmittance.
  • a transparent conductive film may be formed on the glass substrates 21 and 31 by a sputtering method, a vapor deposition method, or a spin coating method.
  • the transparent conductive film include semiconductors such as tin-doped indium oxide (ITO), tin oxide (TO), fluorine-doped tin oxide (FTO), and zinc oxide (ZnO).
  • the sheet resistance of the transparent conductive film is preferably 100 ⁇ / sq or less, and the film thickness needs to be in the range of 100 to 500 nm. Further, in consideration of light transmittance, an ITO film having a film thickness of 100 to 200 nm is desirable by the sputtering method.
  • the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33 are obtained by forming a material capable of inserting and releasing lithium ions on the transparent conductive films 22 and 32 by a sputtering method, a vapor deposition method or a spin coating method.
  • a sputtering method a material capable of inserting and releasing lithium ions on the transparent conductive films 22 and 32 by a sputtering method, a vapor deposition method or a spin coating method.
  • the film thickness is thin, but it is desirable that the film is formed by a sputtering method within a range of 100 to 500 nm where a charge / discharge capacity can be obtained.
  • an oxide such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) can be used.
  • the negative electrode layer 33 includes lithium titanate (LoTi 2 O 4 , Li 4 Ti 5 O 12 ), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (TO), indium oxide (In 2 O 3 ).
  • An oxide such as tin-doped indium oxide (ITO) or fluorine-doped tin oxide (FTO) can be used. The combination may be selected such that the electrode potential of the negative electrode layer 33 is lower than that of the positive electrode layer 23.
  • the electrolyte layer 40 has transparency in which a metal salt containing lithium ions such as lithium bistrifluoromethanesulfonylimide (LiTFSI), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved.
  • a metal salt containing lithium ions such as lithium bistrifluoromethanesulfonylimide (LiTFSI), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved.
  • LiTFSI lithium bistrifluoromethanesulfonylimide
  • LiClO 4 lithium perchlorate
  • LiPF 6 lithium hexafluorophosphate
  • organic solvent examples include dimethyl sulfoxide (DMSO), tetraethylene glycol dimethyl ether (TEGDME), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), methyl propyl carbonate (MPC), methyl isopropyl carbonate (MIPC), methyl butyl carbonate (MBC).
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • TEGDME tetraethylene glycol dimethyl ether
  • DMC dimethyl carbonate
  • MEC methyl ethyl carbonate
  • MEC methyl propyl carbonate
  • MIPC methyl isopropyl carbonate
  • MPC methyl butyl carbonate
  • aqueous electrolytic solution an aqueous solution in which a metal salt containing sodium ions such as LiClO 4 is dissolved in water, or lithium obtained by combining a lithium salt such as LiTFSI or lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI) with a very small amount of water.
  • a lithium salt such as LiTFSI or lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI)
  • LiBETI lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide
  • hydrate melt hydrate melt
  • a solid electrolyte such as a conventional solid electrolyte containing lithium ions or a polymer electrolyte can be used as long as it transmits visible light.
  • the side light-transmitting glasses 2 to 5 each include a square light-transmitting battery 7.
  • lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) was used as the positive electrode layer 23
  • lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) was used as the negative electrode layer 33
  • lithium bistrifluorocarbonate was added to methylpropyl carbonate (PC).
  • a solution of methanesulfonylimide (LiTFSI) is used as the electrolyte layer 40.
  • a light-transmitting glass 1 having a bottom surface as shown in FIG. 2 was produced.
  • glass having a length of 150 mm, a width of 150 mm, and a thickness of 20 mm was used as the glass substrate.
  • a pair of parallel linear grooves 9a and 9b were formed in a quadrangle having a side of about 110 mm.
  • both ends of the grooves 9a and 9b are positioned 20 mm apart from one corner of the glass substrate.
  • the grooves 9a and 9b each had a width of 0.8 mm and a depth of 10 mm, and the gap width between the grooves was 0.5 mm.
  • a masking tape is attached to the surface portion other than the formed grooves 9a and 9b, and an ITO target is formed on the glass substrate by a sputtering method to form an ITO layer having a film thickness of 300 nm on the side surface and the bottom surface inside the groove. did.
  • a general 5 mm LED lamp (ultra high brightness 5 mm red LEDOS5RKA5111P) was used as the light source 6, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal were respectively connected to the ITO layers formed in the grooves 9a and 9b of the light transmissive glass 1.
  • the positive electrode terminal was connected to the inner groove and the negative electrode terminal was connected to the outer groove.
  • the positive electrode layer 23 or the negative electrode layer 33 was formed on the remaining surface area 100 mm ⁇ 90 mm of the ITO layer by masking the edge 100 mm ⁇ 10 mm of the ITO layer surface area 100 mm ⁇ 100 mm. In this way, the ITO layer was partially exposed as a positive electrode tab or a negative electrode tab.
  • the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33 were formed by sputtering LiCoO 2 and Li 4 Ti 5 O 12 targets, respectively.
  • the average transmittances of the obtained positive electrode (LiCoO 2 / ITO / glass) and negative electrode (Li 4 Ti 5 O 12 / ITO / glass) in the visible light region were 30% and 80%, respectively.
  • the periphery of the surface area where the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33 were formed was adhered to each other with an insulating adhesive so that the positive electrode layer 23 and the negative electrode layer 33 face each other at a distance of 0.5 mm.
  • a part (about 10 mm) of the periphery was not adhered to provide an electrolyte solution injection port.
  • An epoxy resin which is a two-component room temperature curable adhesive, was used as the adhesive. It was confirmed that the mixture was cured in about 60 minutes after mixing the two liquids, and the color after curing was pale yellow and semitransparent.
  • the electrolytic solution injection port is sealed with the same adhesive as described above, and cured overnight. Got a battery in. Four of these batteries were made.
  • the average transmittance in the visible light range was 25%, and it was confirmed visually that the battery has light transmittance.
  • the light transmissive battery was charged at room temperature up to 3V using a commercially available charge / discharge measurement system (SD8 charge / discharge system manufactured by Hokuto Denko).
  • the four positive electrode tabs and the negative electrode tabs of the four light-transmissive batteries 7 formed in the second step were inserted into the four square grooves of the light-transmissive glass on the bottom surface formed in the first step, so as to be self-supported and fixed.
  • the inside was used as a positive electrode tab and the outside was used as a negative electrode tab.
  • the light transmissive battery was installed on the light transmissive glass to establish conduction, and the LED illumination was turned on. The lighting time was about one day.
  • the light transmissive battery 7 can be repeatedly used by recharging with a separately prepared charge / discharge measurement system.
  • Various charging methods can be considered. For example, a method of removing the light transmissive battery 7 (light transmissive glasses 2 to 5 on the side surface) from the light transmissive glass 1 and charging the battery can be considered.
  • the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the light source 6 are disconnected from the first transparent conductive film layer 11a and the second transparent conductive film layer 11b, and the first transparent conductive film layer 11a and the second transparent conductive film layer 11a are disconnected.
  • a method of connecting a charging device to the film layer 11b can be considered.
  • a part of the light-transmissive glasses 2 to 5 forming the frame of the lighting device 100 is composed of the light-transmissive battery 7, so that the power supply part does not come into view.
  • the lighting device 100 that does not impair the design can be provided.
  • the light-transmissive glass 1 on the bottom surface is a quadrangle and the lighting device 100 is a quadrangular prism has been described.
  • the illuminating device 100 may be formed into an n-sided prism by combining with the light-transmitting glass 1.
  • Reference numeral 100 Lighting device 1 ... Light-transmitting glass on the bottom surface 2-5 ... Light-transmitting glass on the side surface 6 ... Light source 7 ... Light-transmitting battery 8a ... Tab / positive electrode tab 8b ... Tab / negative electrode tab 9a, 9b ... Groove 10a, 10b ... Wiring 11a ... 1st transparent conductive film layer 11b ... 2nd transparent conductive film layer 20 ... Positive electrode 21 ... Glass substrate 22 ... Transparent conductive film layer 23 ... Positive electrode layer 30 ... Negative electrode 31 ... Glass substrate 32 ... Transparent conductive film layer 33 ... Negative electrode layer 40 ... Electrolyte layer

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Abstract

照明装置のデザイン性を改善する。照明装置（１００）は、光源（６）から放射される光の光路上に配置され、自体の一部又は全体に光源（６）を駆動する光透過性電池（７）を含む側面の光透過性ガラス（２～５）と、透明導電膜を含む底面の光透過性ガラス（１）と、を備え、光透過性電池（７）は、一対の透明導電膜層に接触し、一対の透明導電膜層は、光源（６）に接続されている。また、一対の透明導電膜は、底面の光透過性ガラス（１）の表面に形成された平行な直線状の一対の溝（９ａ，９ｂ）の内側に形成され、光透過性電池（７）の平板状の正極タブ（８ａ）と負極タブ（８ｂ）は、一対の溝（９ａ，９ｂ）にそれぞれ嵌合する。

Description

照明装置
　本発明は、装飾用途に適する照明装置の技術に関する。
　ガラス製のフレームで光源が覆われた照明装置は、そのデザインのお洒落さやシンプルさから装飾用途に多く販売されている。例えば、卓上照明、天井照明、フットライトとして販売されている。このような照明装置は、フレーム内の光源の光が周囲のガラス全体に当たることで特有の雰囲気を演出するデザインとなっている。このような特徴を最大限に活かし、雰囲気や景観を損なわないためには、光源周囲のフレーム全域が光透過性のガラスであることが望ましいと考えられる。
ペンダント照明、frasco[glass]、［online］、［2018年10月16日検索］、インターネット＜URL：https://platz.hamazo.tv/e2647349.html＞
　しかし、従来の照明装置は、一般に、電源は内蔵されておらず、電源コードを用いて外部電源に接続される構造であるため、電源が視界に入るという点でデザイン性に問題がある（非特許文献１）。電源内蔵型の照明装置もあるが、乾電池等の収納スペース等、照明装置の一部をブラックボックス化しなければならず、同様の点でデザイン性に問題がある。
　本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、照明装置のデザイン性を改善することを目的とする。
　本発明の照明装置は、光源から放射される光の光路上に配置され、自体の一部又は全体に前記光源を駆動する光透過性電池を含む光透過性照明フレームを備えることを特徴とする。
　上記照明装置において、透明導電膜を含む導電膜付照明フレームを更に備え、前記光透過性電池は、前記透明導電膜に接触し、前記透明導電膜は、前記光源に接続されていることを特徴とする。
　上記照明装置において、前記透明導電膜は、前記導電膜付照明フレームの表面に形成された平行な直線状の一対の溝の内部に形成され、前記光透過性電池は、平板状の形状を備え、平板状の正極端子と負極端子が、同一側からそれぞれ突起し、前記一対の溝にそれぞれ嵌合することを特徴とする。
　上記照明装置において、前記透明導電膜は、前記導電膜付照明フレームの表面にｎ角形（ｎは３以上の整数）に形成された平行な一対の溝の内部に形成され、前記光透過性電池は、ｎつであり、それぞれ、平板状の形状を備え、平板状の正極端子と負極端子が、同一側からそれぞれ突起し、ｎ角柱が形成されるように前記一対の溝にそれぞれ嵌合することを特徴とする。
　上記照明装置において、前記ｎつの光透過性電池は、それぞれ、正極端子と負極端子がそれぞれ同じ溝に嵌合し、又は正極端子と負極端子が交互に同じ溝に嵌合することを特徴とする。
　上記照明装置において、前記光透過性電池は、ｎつ（ｎは３以上の整数）であり、前記照明装置の側面を構成し、前記導電膜付照明フレームは、ｎ角形であり、前記照明装置の底面を構成することを特徴とする。
　上記照明装置において、前記光透過性照明フレームは、ガラスで構成されていることを特徴とする。
　本発明によれば、照明装置のデザイン性を向上できる。
照明装置（四角柱）の構造例を示す図である。 底面の構造例を示す図である。 光透過性電池の構造例を示す図である。 底面の光透過性ガラスを構成するサイズを示す図である。 照明装置（ｎ角柱）の構造例を示す図である。
　本発明は、照明装置の側面を構成する光透過性照明フレームに、光透過性電池を含めることを特徴とする。光源を駆動するための電池を光透過性電池とし、その光透過性電池を光透過性照明フレームに含めるので、乾電池等の収容スペースを不要とし、電源部分を視界から排除できる。その結果、デザイン性を向上した照明装置を提供できる。
　以下、本実施形態では、照明装置の底面を構成する光透過性照明フレームが四角形である場合について説明する。なお、本実施形態では、照明装置を構成する全ての光透過性照明フレームを光透過性のガラスで構成し、それゆえに光透過性ガラスと称する。なお、本発明は、下記実施形態及び実施例に示した内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
　図１は、本実施形態に係る照明装置１００の構造例を示す図である。図１（ａ）は分解図であり、図１（ｂ）は組立図である。図２は、底面の光透過性ガラスを示す図である。図２（ａ）は上面図であり、図２（ｂ）はＡ－Ａ’の断面図である。
　照明装置１００は、図１に示すように、主として、底面を構成する光透過性ガラス１と、側面を構成する４つの光透過性ガラス２～５と、光源６と、備えて構成される。
　側面の４つの光透過性ガラス（光透過性照明フレーム）２～５は、底面の光源６から放射される光の光路上に配置され、自体の一部又は全体に光源６を駆動するための光透過性電池７を含む。光透過性電池７は、全ての光透過性ガラス２～５にそれぞれ含めてもよいし、いずれかの光透過性ガラス２～５に含めてもよい。
　側面の光透過性ガラス２～５と光透過性電池７は、それぞれ平板状の形状を備える。光透過性ガラス２～５は、それぞれ、平板状のタブ８ａとタブ８ｂを備え、タブ８ａとタブ８ｂは、同一側からそれぞれ突起し、底面の光透過性ガラス１に形成された一対の溝９ａ，９ｂにそれぞれ嵌合する。側面の光透過性ガラス２～５に光透過性電池７が含まれる場合、タブ８ａとタブ８ｂはそれぞれ正極タブ８ａと負極タブ８ｂとして構造化及び構成され、正極タブ８ａと負極タブ８ｂも溝９ａ，９ｂにそれぞれ嵌合する。
　底面の光透過性ガラス（導電膜付照明フレーム）１は、図２に示すように、平板状の形状を備え、２つの配線１０ａ，１０ｂを介して光源６にそれぞれ接続された第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂを含む。第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂは、表面に四角形に形成された平行な直線状の一対の溝９ａ，９ｂの内側に形成される。なお、底面の光透過性ガラス１は、側面の光透過性ガラス２～５と異なり、デザインによっては、必ずしも光透過性を備える必要はない。特許請求の範囲に記載した「導電膜付照明フレーム」の単語には、光透過性を備える場合と光透過性を備えない場合の両方を含む。
　以下、照明装置１００について、より具体的に説明する。
　側面の４つの光透過性ガラス２～５のうち少なくとも１つは、正極タブ８ａと負極タブ８ｂが設けられた光透過性電池７である。正極タブ８ａと負極タブ８ｂは、底面の光透過性ガラス１に設けられた第一透明導電膜層１１ａ付の溝９ａと第二透明導電膜層１１ｂ付の溝９ｂにそれぞれ差し込まれることで自立し、差し込むことで接触した第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂを介し、更に２つの配線１０ａ，１０ｂを介して、光源６の正極端子と負極端子にそれぞれ導通する。これにより、光透過性電池７を電源として光源６から光が放射される。
　側面の４つの光透過性ガラス２～５のうち少なくとも２つ以上が光透過性電池７である場合、それぞれの正極タブ８ａと負極タブ８ｂが、底面の光透過性ガラス１に設けられた第一透明導電膜層１１ａ付の溝９ａと第二透明導電膜層１１ｂ付の溝９ｂにそれぞれ差し込まれ、それぞれの正極タブ８ａと負極タブ８ｂがそれぞれ同じ溝に嵌合することで、２つ以上の光透過性電池７が並列に接続される。これにより、電池容量を増すことができる。また、光透過性電池７の正極タブ８ａと負極タブ８ｂの差し込む向きを変え、それぞれの正極タブ８ａと負極タブ８ｂを交互に同じ溝に嵌合することで、複数の光透過性電池７同士を直列に接続することも可能である。
　側面の４つの光透過性ガラス２～５のうち１つのみが光透過性電池７の場合、残りの３つの光透過性ガラスは、光透過性電池７と同じ形状に加工したガラス製の板を使用する。
　光透過性ガラス１～５の材質は、特定の材質に限定されず、光を透過するものであればよい。例えば、透明なガラス基板やアクリル基板を使用すればよい。第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂがそれぞれ設けられた溝９ａ，９ｂは、一般的な加工機を用いて溝加工することで得られる。溝９ａ，９ｂの各幅は、光透過性電池７の正極タブ８ａと負極タブ８ｂの各厚みに対応した幅で形成すればよい。第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂは、それぞれの溝９ａ，９ｂ以外の表面領域にマスキングテープを施した上でスパッタリング法や蒸着法で膜を形成すればよい。透明導電膜の種類としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の半導体があげられる。透明導電膜のシート抵抗は１００Ω／ｓｑ以下であることが望ましい。更に、光透過性を考慮すると、スパッタリング法で形成した２００～５００ｎｍの膜厚のＩＴＯ膜が望ましい。
　次に、図３を用いて、側面の光透過性ガラス２～５を成す光透過性電池７について説明する。光透過性電池７は、ガラス基板２１上に透明導電膜層２２と正極層２３が積層された正極２０と、ガラス基板３１上に透明導電膜層３２と負極層３３が積層された負極３０と、電解質層４０と、を少なくとも含む。本実施形態では、リチウムイオン二次電池の原理で作動する電池を例に説明する。
　正極層２３と負極層３３は、リチウムイオンの挿入及び脱離が可能な物質を含む。電解質層４０は、リチウムイオン導電性を有する。正極層２３と負極層３３は、互いに接触しないように電解質層４０を介して対向するように配置されている。電解質層４０が液体の場合、透明度の高い絶縁性接着剤で電解質が正極層２３と負極層３３に接触するように封止されている。絶縁性接着剤としては、溶液乾燥型、湿気硬化型、二液混合型、ＵＶ硬化型のような室温硬化型タイプの合成系接着剤が望ましい。硬化後の透明度を確保するためには、シリコン樹脂製又はエポキシ樹脂製が望ましい。これらのうち、接着力及び機密性が強く、酸素・水分の透過性が低く、種々の化学物質に対する耐性が高いエポキシ樹脂製が望ましい。特に、有機電解液には、エポキシ樹脂製の方が高い耐久性を有するため望ましい。
　ガラス基板２１，３１は、光透過性を有する材料であれば、材質や厚みは特に限定はされない。
　透明導電膜層２２，３２は、ガラス基板２１，３１上にスパッタリング法や蒸着法やスピンコート法により透明導電膜を形成すればよい。透明導電膜の種類としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の半導体があげられる。透明導電膜のシート抵抗は１００Ω／ｓｑ以下であることが望ましく、膜厚は１００～５００ｎｍの範囲にする必要がある。また、光透過性を考慮すると、スパッタリング法で１００～２００ｎｍの膜厚のＩＴＯ膜が望ましい。
　正極層２３と負極層３３は、リチウムイオンの挿入・脱離が可能な材料をスパッタリング法や蒸着法やスピンコート法により透明導電膜２２，３２上に形成することで得られる。光透過性を考慮すると、膜厚は薄い方が望ましいが、充放電容量が得られる１００～５００ｎｍの範囲でスパッタリング法により形成するのが望ましい。
　正極層２３には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等の酸化物を用いることができる。
　負極層３３には、チタン酸リチウム（ＬｏＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の酸化物を用いることができる。正極層２３よりも負極層３３の電極電位が低くなるような組合せで選定すればよい。
　電解質層４０には、リチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド（ＬｉＴＦＳＩ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウムイオンを含む金属塩を溶解した透明性を有する有機電解液又は水系電解液を使用できる。
　有機溶媒としては、ジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(ＴＥＧＤＭＥ)、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸メチルエチル（ＭＥＣ）、炭酸メチルプロピル（ＭＰＣ）、炭酸メチルイソプロピル（ＭＩＰＣ）、炭酸メチルブチル（ＭＢＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルプロピル（ＥＰＣ）、炭酸エチルイソプロピル（ＥＩＰＣ）、炭酸エチルブチル（ＥＢＣ）、炭酸ジプロピル（ＤＰＣ）、炭酸ジイソプロピル（ＤＩＰＣ）、炭酸ジブチル（ＤＢＣ）、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸１，２－ブチレン（１，２－ＢＣ）のような単一溶媒、炭酸エチレン（ＥＣ）及び炭酸ジメチル（ＤＭＣ）（体積比１：１）の混合溶媒、ＥＣ及び炭酸ジエチル（ＤＥＣ）のような混合溶媒等を用いることができる。
　水系電解液としては、ＬｉＣｌＯ４等のナトリウムイオンを含む金属塩を水に溶解した水溶液、ＬｉＴＦＳＩやリチウムビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド（ＬｉＢＥＴＩ）等のリチウム塩を極めて少量の水に交合したリチウムイオン伝導性液体（ハイドレートメルト）を挙げることができる。また、従来のリチウムイオンを含む固体電解質やポリマー電解質等の固体状の電解質も可視光を透過するものであれば使用することができる。
　以降の実施例では、底面に四角形の光透過性ガラス１を用いることに加え、側面の光透過性ガラス２～５が四角形の光透過性電池７をそれぞれ含む場合について説明する。なお、光透過性電池７については、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）を正極層２３とし、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）を負極層３３とし、炭酸メチルプロピル（ＰＣ）にリチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド（ＬｉＴＦＳＩ）を溶解したものを電解質層４０とする。
　＜実施例＞
　（第１工程：底面の光透過性ガラス１の作製）
　まず、図２に示したような底面の光透過性ガラス１を作製した。ガラス基板には、図４に示すように、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのガラスを用いた。このガラス基板の表面に、平行な直線状の一対の溝９ａ，９ｂを１辺が約１１０ｍｍとなる四角形に形成した。このとき、溝９ａ，９ｂの同一端部に配線１０ａ，１０ｂを接続することを踏まえ、溝９ａ，９ｂの両端部がガラス基板の一隅から２０ｍｍ離れた所に位置するようにする。溝９ａ，９ｂは、それぞれ、幅０．８ｍｍ、深さ１０ｍｍとし、溝間の間隙幅は、０．５ｍｍとした。
　そして、形成した溝９ａ，９ｂ以外の表面部分にマスキングテープを貼り、ＩＴＯターゲットをスパッタリング法によりガラス基板上に成膜することで、溝内部の側面と底面に膜厚が３００ｎｍのＩＴＯ層を形成した。
　光源６には、一般的な５ｍｍのＬＥＤランプ（超高輝度５ｍｍ赤色ＬＥＤＯＳ５ＲＫＡ５１１１Ｐ）を用い、光透過性ガラス１の各溝９ａ，９ｂに形成したＩＴＯ層に正極端子と負極端子をそれぞれ接続した。内側の溝に正極端子を接続し、外側の溝に負極端子を接続した。
　（第２工程：側面の光透過性電池（光透過性ガラス２～５）の作製）
　次に、ガラス基板には、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスを２つ準備した。これらそれぞれの片面全面に透明導電膜層２２，３２としてＩＴＯターゲットをスパッタリング法により成膜した。膜厚は２００ｎｍとした。正極層２３と負極層３３は、ＩＴＯ層の表面の一部にスパッタリング法により成膜した。膜厚はいずれも１００ｎｍとした。ＩＴＯ層表面領域１００ｍｍ×１００ｍｍのうち端１００ｍｍ×１０ｍｍにマスクをすることで、ＩＴＯ層の残りの表面領域１００ｍｍ×９０ｍｍに正極層２３又は負極層３３を形成した。このようにしてＩＴＯ層を正極タブ又は負極タブとして一部露出した。
　正極層２３と負極層３３は、それぞれＬｉＣｏＯ２、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２ターゲットをスパッタリング法により形成した。得られた正極（ＬｉＣｏＯ２／ＩＴＯ／ガラス）と負極（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２／ＩＴＯ／ガラス）の可視光域の平均透過率は、それぞれ３０％、８０％であった。
　そして、正極層２３と負極層３３が０．５ｍｍの距離で互いに対向するよう、絶縁性接着剤で正極層２３と負極層３３が形成された表面領域の周囲を互いに接着した。この際、周囲の一部（約１０ｍｍ）を接着しないことで、電解液注入口を設けた。接着剤には、二液室温硬化型接着剤のエポキシ樹脂を用いた。二液混合後、約６０分で硬化したことが確認され、硬化後の色は淡黄色半透明であった。
　その後、電解液注入口から電解質層４０の電解液として透明な１ｍｏｌ／ｌのＬｉＴＦＳＩ／ＰＣ溶液を注入した後、電解液注入口を上述と同様の接着剤で封止し、一晩硬化させることで電池を得た。この電池を４つ作成した。
　可視光域の平均透過率は２５％であり、目視でも光透過性を有する電池であることを確認した。光透過性電池の充電は、市販の充放電測定システム（北斗電工社製、ＳＤ８充放電システム）を用いて、３Ｖまで室温で充電を行った。
　（第３工程：照明装置の組み立て及び照明動作）
　その後、第２工程で作成した４つの光透過性電池７の正極タブと負極タブを、第１工程で作成した底面の光透過性ガラスの四角形の４辺の溝に差し込むことで自立固定した。内側を正極タブ、外側を負極タブとした。このようにして光透過性ガラス上に光透過性電池を設置することで導通が行われ、ＬＥＤ照明が点灯した。点灯時間は約１日であった。
　（第４工程：光透過性電池の充電）
　別途用意した充放電測定システムにより再度充電することで、光透過性電池７を繰り返し使用することが可能であることを確認した。充電方法については、様々な方法が考えられる。例えば、光透過性電池７（側面の光透過性ガラス２～５）を光透過性ガラス１から取り外して充電する方法が考えられる。組み立てた状態で充電する場合は、第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂから光源６の正極端子と負極端子の接続を外し、第一透明導電膜層１１ａと第二透明導電膜層１１ｂに充電装置を接続する方法が考えられる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、照明装置１００のフレームを形成する光透過性ガラス２～５の一部を光透過性電池７で構成するので、電源部分が視界に入ることなくデザイン性を損なわない照明装置１００を提供できる。
　本実施形態及び本実施例では、底面の光透過性ガラス１が四角形であり、照明装置１００が四角柱である場合について説明した。その他、図５に示すように、底面の光透過性ガラス１をｎ角形（ｎ＝３，４，５，６，…の整数）とし、側面のｎつの光透過性ガラスをｎ角形が形成されるように光透過性ガラス１に組み合わせ、照明装置１００をｎ角柱としてもよい。
　１００…照明装置
　１…底面の光透過性ガラス
　２～５…側面の光透過性ガラス
　６…光源
　７…光透過性電池
　８ａ…タブ／正極タブ
　８ｂ…タブ／負極タブ
　９ａ，９ｂ…溝
　１０ａ，１０ｂ…配線
　１１ａ…第一透明導電膜層
　１１ｂ…第二透明導電膜層
　２０…正極
　２１…ガラス基板
　２２…透明導電膜層
　２３…正極層
　３０…負極
　３１…ガラス基板
　３２…透明導電膜層
　３３…負極層
　４０…電解質層

Claims (7)

  1. 　光源から放射される光の光路上に配置され、自体の一部又は全体に前記光源を駆動する光透過性電池を含む光透過性照明フレームを備えることを特徴とする照明装置。
  2. 　透明導電膜を含む導電膜付照明フレームを更に備え、
    　前記光透過性電池は、前記透明導電膜に接触し、前記透明導電膜は、前記光源に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記透明導電膜は、前記導電膜付照明フレームの表面に形成された平行な直線状の一対の溝の内部に形成され、
    　前記光透過性電池は、平板状の形状を備え、平板状の正極端子と負極端子が、同一側からそれぞれ突起し、前記一対の溝にそれぞれ嵌合することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
  4. 　前記透明導電膜は、前記導電膜付照明フレームの表面にｎ角形（ｎは３以上の整数）に形成された平行な一対の溝の内部に形成され、
    　前記光透過性電池は、ｎつであり、それぞれ、平板状の形状を備え、平板状の正極端子と負極端子が、同一側からそれぞれ突起し、ｎ角柱が形成されるように前記一対の溝にそれぞれ嵌合することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
  5. 　前記ｎつの光透過性電池は、それぞれ、正極端子と負極端子がそれぞれ同じ溝に嵌合し、又は正極端子と負極端子が交互に同じ溝に嵌合することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  6. 　前記光透過性電池は、ｎつ（ｎは３以上の整数）であり、前記照明装置の側面を構成し、前記導電膜付照明フレームは、ｎ角形であり、前記照明装置の底面を構成することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の照明装置。
  7. 　前記光透過性照明フレームは、ガラスで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置。
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