照明装置及びそれを用いた照明システム

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【発明の名称】	照明装置及びそれを用いた照明システム
【発明者】	【氏名】白井哲之
【要約】	【課題】低消費電力で長寿命化が期待でき、常に安定した発光の実現が可能で、しかも種々の発光色を照射可能な汎用性に優れた、簡便な照明装置及びそれを用いた照明システムを提供すること。【解決手段】１つ以上の光入射端を備え線状を成す光導波体１の少なくとも１つの光入射端に、複数色の発光が可能な発光体２Ａ，２Ｂを配設して成るとともに、光導波体１に、発光体２Ａ，２Ｂからの入射光を所定方向へ反射させる反射部１ｅと、反射部１ｅからの光を光導波体１外へ透過させる透光部１ｄとが設けられていることを特徴とする照明装置Ｓとする。また、この照明装置Ｓの複数を配置し、各々の照明装置の点灯動作を連係させるように成した照明システムとする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】１つ以上の光入射端を備え線状を成す光導波体の少なくとも１つの光入射端に、複数色の発光が可能な発光体を配設して成るとともに、前記光導波体に、前記発光体からの入射光を所定方向へ反射させる反射部と、該反射部からの光を光導波体外へ透過させる透光部とを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】少なくとも両端に光入射端を備え線状を成す光導波体の一端に１色以上の発光が可能な第１の発光体を、他端に前記第１の発光体とは異なる色で発光が可能な第２の発光体を配設して成るとともに、前記光導波体に、前記第１及び第２の発光体からの入射光を所定方向へ反射させる反射部と、該反射部からの光を光導波体外へ透過させる透光部とを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】前記発光体に発光ダイオードを用い、該発光ダイオードの電源として太陽電池の発電電力を利用することを特徴とする請求項１乃至２に記載の照明装置。
【請求項４】移動体を検知するセンサを具備するとともに、該センサからの検知信号に基づいて前記発光体を点灯させるように成したことを特徴とする請求項１乃至２に記載の照明装置。
【請求項５】請求項１乃至２に記載の照明装置の複数を、無線又は有線により前記発光体を点灯させるための信号を伝達可能に配置するとともに、各照明装置の点灯動作を連係させるように成したことを特徴とする照明システム。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば住宅やその周辺、及び道路等で利用される照明装置及びそれを用いた照明システムに関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】従来より、住宅やその周辺等において、足下の照明や通路境界の明示などを目的とした照明装置が設置されている。これら照明装置は、商用電源や太陽電池などを電源とし、主に例えば蛍光灯，冷陰極管，又は発光ダイオード等の発光体自体の明るさを利用したものである。
【０００３】しかしながら、この種の照明装置には以下のような問題があった。発光体として蛍光灯や冷陰極管等を利用したものでは、発光体の発光効率が低過ぎ、特に太陽電池を電源とした場合には、発光体をより明るくさせるために太陽電池の受光面積を大きくする必要があり、これにより、装置の見栄えが悪くなるだけでなく、装置全体が大型化するので問題である。
【０００４】また、一般にこの種の発光体の寿命は短いので、発光体の交換などのメンテナンスを頻繁に行う必要があり、さらに、発光色の変化や点滅発光動作なども技術的に困難であるので、専ら単に白色光で点灯させるものがほとんどであり、汎用性にきわめて乏しいものであった。
【０００５】また、発光体として発光ダイオードを利用したものでは、発光ダイオードが指向性を有し点発光に近い光源であるので、例えば交通用の表示や通路境界等を表示するなどの線形状表示には都合がよいが、照明として使用するには非常に多数の発光ダイオードを用いなければならなかった。また、多数の表示装置を並べて適当に組み合わせた照明システムを採用する場合も考えられるが、この場合には照明システムの製作が煩雑となったり、それに要する電源容量は多大であった。さらに、現状の装置では単色発光を使用した単純な目的に対応するだけにすぎないものであり汎用性にも乏しかった。
【０００６】そこで本発明は、上述した従来の諸問題を解消し、低消費電力で長寿命化が期待でき、常に安定した発光の実現と各種発光色の照射が可能な汎用性に優れた照明装置及びそれを用いた照明システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する照明装置は、１つ以上の光入射端を備え線状を成す光導波体の少なくとも１つの光入射端に、複数色の発光が可能な発光体を配設して成るとともに、光導波体に、前記発光体からの入射光を所定方向へ反射させる反射部と、該反射部からの光を光導波体外へ透過させる透光部とを設けることを特徴とする。
【０００８】また、少なくとも両端に光入射端を備え線状を成す光導波体の一端に１色以上の発光が可能な第１の発光体を、他端に前記第１の発光体とは異なる色で発光が可能な第２の発光体を配設して成るとともに、光導波体に、第１及び第２の発光体からの入射光を所定方向へ反射させる反射部と、該反射部からの光を光導波体外へ透過させる透光部とを設けることを特徴とする。
【０００９】また特に、発光体に発光ダイオードを用い、該発光ダイオードの電源として太陽電池の発電電力を利用することを特徴とする。さらに、移動体を検知するセンサを備え、該センサからの検知信号に基づいて発光体を点灯させるように成したことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の照明システムは、上記照明装置の複数を、無線又は有線により発光体を点灯させるための信号を伝達可能に配置し、各々の照明装置の点灯動作を連係させるように成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る照明装置及びその照明システムの一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】図１（ａ）に示すように、照明装置Ｓは、複数の光入射端１ａ，１ｂを備え、線状を成す光導波体１の少なくとも一端に、複数色の発光が可能な発光体２Ａ，２Ｂからの出射光を入射させるように成したものである。
【００１３】ここで、光導波体１は光を導波（伝送）させるコア部１ｃと、このコア部１ｃより屈折率が低くく外周が光が透過可能な透光部を成し、コア部１ｃを包囲するクラッド部１ｄと、コア部１ｃとクラッド部１ｄとの間に、帯状を成し入射光Ｌ１を出射光Ｌ２としてクラッド部１ｄから光導波体外へ照射させるための反射部１ｅ等から構成される。
【００１４】コア部１ｃやクラッド部１ｄは、ポリメチルメタアクリレート樹脂やガラスなど各種透光性材料が使用可能であり、クラッド部１ｄにはコア部１ｃに比べて屈折率の低い材料が使用される。
【００１５】反射部１ｅは、白色樹脂や金属などが使用できるが、線膨張係数の違いによる剥離などを考慮すると、上記コア部１ｃやクラッド部１ｄと線膨張係数が近い材料もしくはコア部１ｃやクラッド部１ｄと同一材料が望ましい。
【００１６】また、発光体２Ａ，２Ｂは複数色以上の発光が可能であり、例えば黄色，緑色，橙色，青色等の発光色を有する発光ダイオードや、多色発光ダイオードとする。その構造は、一つの発光ダイオードの中に複数色（例えば赤色，青色，緑色）の発光部を有するものや、赤色，青色，緑色の各発光ダイオードの複数を並べて使用するものなどとする。
【００１７】特に、発光体２を発光ダイオード（例えば高輝度発光ダイオード）とすることにより、発光体としての寿命が長いため、交換等のメンテナンスを不要とする。また、発光効率が高いため低消費電力であり、指向性が高いため、コア部以外への光の照射が少なくロスが少ない。さらに、他の発光体とは異なり点滅させても寿命に悪影響を与えにくい等の多くの利点を有する。
【００１８】発光ダイオード以外の組み合わせとしては、白熱電球，ハロゲンランプ，キセノンランプ，蛍光灯，半導体レーザ等が利用可能であるが、これらは、発光色の変化や点滅が困難であったり、寿命等の点で問題が生じることがあるので、発光ダイオードが最も適しているといえる。
【００１９】特に、少なくとも両端に光入射端を備えた光導波体の一端に１色以上の発光が可能な第１の発光体を、他端に前記第１の発光体とは異なる色で発光が可能な第２の発光体を配設することにより、発光色の切替えが可能であったり、光導波体の片側から徐々に色が変わっていくという種々の演出が可能になる。また、一端側に２色以上の発光が可能な発光ダイオードを１以上配設し、他端にも反射体を配設して、複数色の発光により混色することにより、光導波体の中で色の分布を均一にすることが容易である。
【００２０】また、両端に同一色の発光を行わせる発光体を配設することにより、光量を大きくすることができ、輝度分布を均一にした状態で光導波体を長くすることができる。
【００２１】発光体２の点灯制御を行うために、制御回路基板４が配設されているが、制御回路基板４には太陽電池３、蓄電池５、及び移動体検知センサ６等が接続されている。ここで、制御回路基板４は、発光体２の点灯制御回路，昼夜検出回路，充電制御回路，過充電防止回路，過放電防止回路，逆流防止回路，太陽電池最大出力点追尾回路等で構成され、太陽電池３の発電電流により昼夜を検出するとともに、太陽電池３の発電電力を蓄電池５を効率良く充電させる。また、夜間等の周囲が暗い状況下のときに、制御回路基板４からの点灯信号により、発光体２を点灯させる。この場合の点灯は所定周期の点滅を行わせることも可能である。
【００２２】太陽電池３は、例えば結晶系や非晶質系のシリコン等の各種材料から成る太陽電池素子を複数直列や並列接続して構成することができ、蓄電池５は例えば密閉型鉛蓄電池，密閉型ニッケルカドミウム蓄電池，密閉型ニッケル水素蓄電池，密閉型リチウムイオン電池，電気二重層キャパシタなどが使用可能である。
【００２３】また、移動体検知センサ６は、焦電型遠赤外線センサーがコストと消費電力低減等の意味から好適であると思われるが、用途に応じ、赤外線発光ダイオードと赤外線受光素子の組合せや、磁力センサー，雨滴センサー，内部タイマー，外部スイッチなど、様々な機器からの信号に基づいて動作するように構成してもよい。
【００２４】以上のようにして構成された照明装置Ｓは、車Ｃや人Ｍが照明装置Ｓに近づいたときに、これを検知し発光体１に点灯を行わせる。
【００２５】図２に上記照明装置の具体的な構造例を模式的に示す。なお、図２は、理解しやすいように装置内部の透視した様子を模式的に図示している。照明装置Ｓ１は、ポリプロピレン樹脂，ＡＢＳ樹脂，ポリカーボネート樹脂等、又はこれらをベースとしたＦＲＰ等から成る支柱１０の先端に、制御回路基板４、蓄電池５、移動体検知センサ６等が収容されたケーシング７が取付けられ、このケーシング７の上部に照明灯９を、上端部７ａに透明カバーで覆われた太陽電池３が配設され構成されている。照明灯９は、光導波体１と、光導波体１を覆う透光性のカバー部９ａと、その両端に発光体２Ａ，２Ｂを収容し、点灯信号等の信号を他の装置への送信，他の装置からの受信が可能な送信部，受信部を収容した両端部９ｂ，９ｃ等から構成される。なお、太陽電池３の受光面において集光させるために、各種レンズ形状の透明カバーで覆うようにしてもよい。
【００２６】ここで、ケーシング７の正面下方には開口窓もしくは図２に示すように光透過窓８が設けられ、移動体検知センサ６として焦電型遠赤外線センサーを用いた場合は、この光透過窓８を透過した遠赤外線の変動を検知することにより、移動体を検知することができる。
【００２７】図３（ａ）～（ｃ）に上記照明装置の変形例を示す。なお、図３（ａ）～（ｃ）に示した照明装置の構成部材等については、上記照明装置Ｓ，照明装置Ｓ１と同様であり説明を省略する。
【００２８】図３（ａ）に示す照明装置Ｓ２は、支柱２０の先端に太陽電池１３及び照明灯１９が並設されたケーシング１７が設けられたものであり、照明灯１９を構成する光導波体１１は一端部１１ａを折り曲げられているか、一端部を開放しており、他端部１１ｂにのみ発光体からの光を入射するようにしている。このように、水平空中保持型の照明装置Ｓ２とすることにより、開放されている照明灯１９の一端部１９ａに例えば受送信手段を設けるなどして、複数の照明装置Ｓ２を道路等に配置した場合に、照明灯の点灯動作を連係させることが容易にできる。
【００２９】図３（ｂ）に示す照明装置Ｓ３は、一端部に太陽電池２３等を設けた長尺状のケーシング２７の上面側に、内部に光導波体２１を設けた照明灯２９を設け、ケーシングの両端部２７ａ，２７ｂを肉薄とし、これらの箇所に取付け孔１２，１４を設けたものであり、例えば、家の壁面や道路面等に簡便に設けることができる。また、このような照明装置Ｓ３によれば、突出する構造ではないので歩行者等の障害になることはなく、このため、装置の位置や方向が変わりにくく、破損も起こしにくい。また、歩行者等により安全である。
【００３０】図３（ｃ）に示す照明装置Ｓ４は、支柱３０の下端部３０ａを立設用に尖らせており、上端部に照明灯３９を配設したものであり、さらに照明灯３９の上端部を末広がり状にし、その上面に太陽電池３３を配設している。このような照明装置Ｓ４によれば、従来の庭園灯のように、視認性に優れた照明灯とすることができる。
【００３１】次に、本発明の照明システムについて説明する。図４に示すように、照明装置Ｓ１ａ～Ｓ１ｅの多数を駐車場の植木がある園Ｂを区画する縁Ｄに沿って配置し、夜間において本システムを園の区画を示す照明灯として適用できる。ここで、各々の照明装置は無線または有線により互いに接続されて成り、各々の照明装置の発光体を点灯させるための信号の伝達を可能としている。すなわち、車両Ｃや人Ｍ等が本システムに近接したときに、これをいずれかの照明装置が検知し、その検知信号に基づいて、検知した照明装置の周辺に位置する特定の照明装置に信号の伝達を行い点灯させるようにするのである。
【００３２】例えば、無線により複数の照明装置を連係させて点灯させる場合は、以下のようにして行う。図５は図４におけるＡ部を拡大した模式図である。図５に示すように照明灯の端部に設けられた発振部４２から、隣接する照明装置の受信部４１に定期的に信号を発し照明装置に設けられた内部時計を同期させる。上記発振部４２としては、赤外発光ダイオード等を、受信部４１としてはフォトトランジスタ等を使用する。こうして、隣接した照明装置と、順次、内部時計を同期させることで、照明灯の点灯をこの内部時計に基づいて行わせることにより照明システムの同期点滅，同期変色，連係点滅，連係変色等のバラエティに富んだ発光演出を行うことができる。また、例えば、光が流れるように連係して発光色を変化させることで、進行方向を歩行者や車両運転者に明示できる。また、図４に示すように、駐車可能場所と不可能な場所（区画Ｂ）とを明確に知らせることができたり、明かりにより侵入者を特定することが可能となる。なお、この照明システムを店舗等における誘導灯やイルミネーションとして使用してもよい。また、図示はしていないが、セブンセグメントなどの文字形状に本システムを適用し、可変発光文字表示システムとして使用することも可能である。
【００３３】次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００３４】図６は、照明装置Ｓ１を警告灯として用いた例である。光透過窓８の奥に配設された移動体検知センサで車両の接近を検知すると、照明装置Ｓ１が発光色を例えば白色から赤色点滅に変化させることで、車両Ｃの運転者に停止位置を明示する用途に使用しても構わない。同様な構成で、侵入者を検知して赤色点滅発光に変化する防犯灯や動物を検知して赤色点滅発光に変化する害獣防止灯など、様々な用途に利用することが可能である。
【００３５】図７は、照明装置Ｓ２ａ～Ｓ２ｉ等を照明システム（路側灯）として用いた例である。これら照明装置を路側灯として応用すると、通路とそれ以外の部分の境界を棒状（線形状）で明確に表示することができる。また、移動体検知センサにより、歩行者が通過すると一定時間発光色を例えば赤色に変化し、来客や侵入者を明確化する用途などに用いてもよい。また、照明装置内も設けた発振部から隣接する照明装置の受信部に電波や赤外線で情報伝達することにより、複数の照明装置が順次発光色を変化させることで、歩行者や車両運転者に対し、進行方向を明示する用途に使用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の照明装置及びそれを用いた照明システムでは、小さな発光体でも明るい照明が可能となるので、特に電源として太陽電池を用いる場合に太陽電池の受光面積を大きくする必要がなく、これにより、照明装置や照明システムの見栄えが悪くなったり、照明装置や照明システム全体が大型化することがない。
【００３７】また、発光ダイオードを発光体として用いることにより、発光体の交換などのメンテナンスが不要となり、しかもバラエティに富んだ発光色の変化や点滅発光動作などを行うことが可能となるさらに、移動体を検知するセンサを具備させたり、照明装置どうしで点灯させるための信号の伝達を行わせることで、種々の点灯動作を行わせることが可能となり、よりいっそう汎用性に富んだ照明装置及び照明システムを提供できる。

【出願人】	【識別番号】０００００６６３３【氏名又は名称】京セラ株式会社
【出願日】	平成１１年５月２７日（１９９９．５．２７）
【代理人】
【公開番号】	特開２０００－３４０００４（Ｐ２０００－３４０００４Ａ）
【公開日】	平成１２年１２月８日（２０００．１２．８）
【出願番号】	特願平１１－１４８６８４