JP2012124045A - 照明機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用状態に合わせて、発光状態を変更可能であり、バッテリーの駆動時間が長い照明機器を提供する。
【解決手段】 本体３は、略６面体の形状を有する。本体３の上面には太陽光発電パネル５が設けられる。太陽光発電パネル５は、太陽光などの光によって起電力を生じ、内部に搭載された充電池に生じた電力を蓄電可能である。本体３の４つの側面は、それぞれ発光面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとなる。すなわち、照明機器１は、４つの異なる方向に向けて光を照射することができる。操作部９は、発光面７ａの下部に設けられる。操作部９は、発光させる発光面を切り替えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、用途や使用条件に応じて発光状態を変更できるとともに、バッテリーの使用可能時間を長くすることが可能な照明機器に関するものである。

例えば、電気等の配備が進んでいない地域においては、夜間の明かりを得るために、バッテリーを装備した照明機器が使用される。あらかじめバッテリーを充電しておくことで、コンセントなどの電源がない地域や野外においても使用することができる。

このような照明機器としては、例えば、バッテリーを内蔵したケースに、発光部およびインバータや切り替えスイッチ類、充電端子、コンセント類、安全装置等の電源装置を格納し、持ち運び時用の取手を備え、発光部には蛍光管を備え、スライドアームにより発光部の高さを変えることが可能なバッテリー付ランタンがある。（特許文献１）。

特開平１０−２２８８０１号公報

このような照明機器は、その設置場所や使用状態に応じて、要求される光量等も異なる。例えば、一人が読書をするための光量および照射範囲と、多数の者が食事を行う場合とでは、必要な光量も、光で照らされる必要な範囲も異なる。また、常夜灯のような使用であれば、大きな光量は不要であるが、長時間の連続点灯が望まれる。

また、使用中にバッテリーの残量が低下すると、通常、照明機器は急激に暗くなり、消灯してしまう。このため、作業中や特に明かりの必要な状況で、急にバッテリー切れを起こす恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、使用状態に合わせて、発光状態を変更可能であり、バッテリーの駆動時間が長い照明機器を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、複数の発光面を有する本体と、前記発光面にそれぞれ設けられる光源と、前記光源を駆動するバッテリーと、前記光源の駆動を制御する制御部と、を具備し、前記光源が駆動する１または複数の発光面を選択可能であることを特徴とする照明機器である。

前記バッテリーは、太陽光発電により発電された電力を蓄電する充電池であり、前記光源は、複数の発光ダイオードであることが望ましい。複数の前記発光面は、前記本体の側面全周に渡って形成され、前記本体の側面における前記光源の照射方向を切り替え可能であることが望ましい。

前記バッテリーの端子電圧を検出する検出部をさらに具備し、前記制御部は、あらかじめ記憶された、前記光源の駆動状態に応じたそれぞれの消費電力と、あらかじめ記憶された前記バッテリーの端子電圧と電池残量との関係から、現在の光源の使用状態に応じた残使用可能時間を算出し、前記残使用可能時間が所定時間を下回ったと判断すると、前記光源の駆動電力を低減することが望ましい。

前記光源を駆動させる発光面と、前記光源を駆動する駆動電流を、それぞれ選択する操作部を有してもよい。

前記本体のそれぞれの前記発光面には、センサが設けられ、前記センサによって物体を検知した発光面の前記光源のみを駆動させてもよい。

本発明によれば、複数の発光面を有し、それぞれの発光面を発光させるための光源が設けられるため、複数の方向に対して明かりを照射することができる。また、発光させる発光面を選択可能であるため、使用状態に応じて、照射範囲を適宜変更することができる。

また、太陽光発電パネルが設けられるため、電気のない地域であっても、昼間に太陽光によって発電した電力を充電池に蓄電し、夜間に蓄電された電力を使用することができる。また、光源が発光ダイオードであれば、極めて小さな消費電力で光源を発光させることができる。

また、通常、バッテリーは、残電力量に応じて、緩やかに電圧が低下する。この際、バッテリーの端子電圧を検出し、光源の駆動状態に応じたそれぞれの消費電力と、バッテリーの端子電圧と電池残量との関係を用いることで、現在の光源の使用状態に応じた残使用可能時間を算出することができる。また、バッテリーの残使用可能時間が所定時間を下回ったと判断した場合に、光源の駆動電力を低減することで、急激なバッテリー切れを防止でき、使用者に、残りの使用時間の注意を発するとともに、消費電力を抑え、長時間の使用を可能とする。

また、発光させる発光面を選択可能な操作部を設けることで、容易に使用状態に応じた発光状態を選択することができる。また、センサによって発光させる発光面を選択することで、不要な消費電力を抑えることができる。

本発明によれば、使用状態に合わせて、発光状態を変更可能であり、バッテリーの駆動時間が長い照明機器を提供することができる。

照明機器１を示す斜視図。 照明機器１の構成を示すブロック図。 照明機器１の発光状態の変化を示す図。 照明機器１の使用状態と、バッテリーの電圧および駆動時間の関係を示す図。 光源の駆動電力を低減する制御を示す図。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は照明機器１を示す斜視図（一部透視図）である。照明機器１は、主に、本体３、太陽光発電パネル５、発光面７ａ、７ｂ、（７ｃ、７ｄ）、操作部９、光源１７ａ（１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）等から構成される。

本体３は、略６面体の形状を有する。本体３の上面には太陽光発電パネル５が設けられる。太陽光発電パネル５は、太陽光などの光によって起電力を生じ、図示を省略した（内部に搭載された充電池）に生じた電力を蓄電可能である。なお、本体３と太陽光発電パネル５を別体としてもよい。この場合には、太陽光発電パネル５で生じた起電力を、ケーブル等を介して充電池に蓄電すればよい。

本体３の４つの側面は、それぞれ発光面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとなる。すなわち、照明機器１は、４つの異なる方向に向けて光を照射することができる。したがって、本体３の側面において、全方向（全周）に渡って照射することが可能である。なお、発光面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには、例えば透明または半透明の樹脂またはガラス製のパネルが設けられる。以下の説明においては、特に記載をしない限り、発光面７ａを例にして説明するが、他の発光面についても同様の構成である。

発光面７ａの内部には、光源１７ａが設けられる。光源１７ａとしては、例えば、複数の発光ダイオードであることが望ましい。光源１７ａは発光面７ａの略中央に設けられ、周囲には反射板１９が設けられる。反射板１９は、金属色または白色の板であり、発光面７ａの面方向に光を集光することが可能である。すなわち、それぞれの発光面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、本体３の内部において、反射板１９によって区切られており、それぞれ区切られた空間ごとに光源が配置される。なお、本体３の（側面の）全方向に照射させるためには、反射板１９は、本体３の中心から各発光面方向に放射状に形成されることが望ましい。

操作部９は、発光面７ａの下部に設けられる。操作部９は、ボタンやつまみ等によって照明機器１の各種操作を行う部位である。例えば、操作部９は、電源のオン・オフや、光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの発光状態の選択等を行うことができる。また、例えば、それぞれの光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの照度（駆動電流）を調整することも可能である。さらに、操作部９の操作によって、タイマー設定や、後述する充電池の残量に伴う省エネモードの設定等を行うことができる。

図２は、照明機器１の構成を示すブロック図であり、図３は、照明機器１の各種の発光状態を示す図である。なお、図３において、点灯している光源は、白抜きで示し、消灯している光源を黒塗りで示す。また、図３においては、制御部や回路等は図示を省略する。前述の通り、太陽光発電パネル５で生じた起電力は本体に内部に設けられる充電池１１に蓄電される。充電池１１は、制御部１３を介して光源Ａ〜光源Ｄ（光源１７ａ〜１７ｄ）と接続され、それぞれの光源を発光させることができる。なお、各光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合には、図示を省略したＬＥＤ駆動回路がそれぞれの光源に対して設けられる。

ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）等の制御部１３は、操作部９からの情報に基づいて光源Ａ〜光源Ｄを駆動する。制御部１３は、操作部９によって電源が投入されると、それぞれの光源Ａ〜光源Ｄを発光させる。また、操作部９によって発光状態の切り替えが行われると、それぞれの発光状態となるように、各光源への電力の供給を制御する。

例えば、図３（ａ）は、本体３の側面の全方向の発光面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを発光させた状態を示す図である。この場合、制御部１３は、それぞれの発光面に対応する光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに電力を供給する。すなわち、充電池１１からの電力は、各光源Ａ〜光源Ｄに均一に供給され、全ての光源を発光させる。このようにすることで、例えば、多数の人間がテーブル等に集まるような場合でも、どの方向にも均等に光を照射させることができる。

この状態から、操作部９が操作されると、例えば、図３（ｂ）に示すように、一方の発光面７ｃのみを消灯し、３方向へ光を照射することができる。例えば、照射機器１を壁際に設置するような場合に、壁に面する発光面７ｃを消灯させることで、無駄な電力消費を抑えることができる。この場合には、制御部９は、光源１７ｃへの電力の供給を遮断する。

同様に、図３（ｃ）に示すように、前後の発光面７ａ、７ｃを消灯させ、対向する２方向にのみ光を照射することもできる。この場合には、光源１７ａ、１７ｃへの電力の供給を遮断し、光源１７ｂ、１７ｄのみを点灯させればよい。

さらに、図３（ｄ）に示すように、隣接する２方向の発光面７ａ、７ｄのみを発光させることもできる。また、図３（ｅ）に示すように、１方向の発光面７ａのみ発光させることも可能である。いずれにしても、制御部１３は、発光させる発光面に対応する光源のみを駆動して、種々の発光状態を制御することができる。

なお、制御部１３は、内部または外部に記憶部を有しており、電源が切られる前の状態の発光状態を記憶することができる。したがって、次に電源を入れた際には、電源を切る最後の発光状態で電源が投入される。また、制御部１３は、各光源への供給電力量を制御することもできる。例えば、操作部９によって、最大照度から常夜灯のようにわずかな照度までを無段階または段階的に切り替えることも可能である。したがって、必要な方向に必要な照度の光を照射することができる。なお、このような制御を発光面ごとに行うことを可能とすれば、複数面の発光面を発光させた状態で、それぞれの発光面の照度を変えることも可能である。

照明機器１は、本体内部に電圧検知部１５が設けられる。電圧検知部１５は、充電池１１の端子間電圧を常に検知することができる。電圧検知部１５で検知された電圧情報は、制御部１３に送られる。制御部１３では、あらかじめ設定された電圧と駆動時間との関係とから残駆動時間を算出する。

図４は駆動時間に対する電圧変化を示す概念図である。図４において、電圧変化曲線２１ａは、例えば、４面の発光面を発光させた状態での駆動時間と電圧変化を示す曲線である。また、電圧変化曲線２１ｂは、例えば、２面の発光面のみを発光させた状態での駆動時間と電圧変化を示す曲線である。

充電池が完全に充電された状態をＡとすると、通常、充電池の電圧は、駆動時間の経過に伴いわずかに減少する。電圧変化曲線２１ａでは、完全に充電された状態から駆動時間Ｂが経過すると、完全に電力の供給が終了して、照明機器を発光させることができなくなる。同様に、電圧変化曲線２１ｂでは、駆動時間Ｄが経過すると、完全に電力の供給が終了して、照明機器を発光させることができなくなる。すなわち、使用可能な時間は、発光状態（発光させる光源の選択と、選択された光源への供給電力（明るさ））によって変化する。

ここで、電力が急激に低下して照明機器の使用ができなくなると、例えば作業中の作業等を中断せざるを得ずに問題となる。したがって、残使用時間がどの程度であるかを知ることが可能であることが望ましい。例えば、消灯までの時間が１時間（例えば図中Ｔ）を切ると、その旨を使用者に知らせ、使用者は必要最低限の発光状態に変更することも可能である。

本発明では、あらかじめ、種々の発光状態ごとに、電圧変化曲線が記憶部に記憶されており、制御部１３は、現状の発光状態に応じて、所定時間（Ｔ）前の基準電圧と、電圧検知部１５で検知された電圧情報とを比較する。例えば、電圧変化曲線２１ａにおいては、制御部１３は、電圧情報が基準電圧Ｃよりも低くなると、残時間が所定時間以下となったと判断する。同様に、電圧変化曲線２１ｂにおいては、制御部１３は、電圧情報が基準電圧Ｅよりも低くなると、残時間が所定時間以下となったと判断する。

図５は、省エネモードへの移行を示す図である。なお、図５においては、電圧変化曲線２１ａを例に説明する。前述の通り、電圧変化曲線２１ａに対応する発光状態では、電圧検知部１５で検知された電圧情報が電圧Ｃよりも低くなると残使用時間が所定時間（Ｔ）以下となると判断する。このように判断されると、制御部１３は、現在発光している全ての光源の供給電力を低減させる。例えば、光源への供給電力を２０％〜３０％低下させる。したがって、使用者は、急に照度が低下するため、残使用時間が少なくなったことを知ることができる。

また、省エネモードが切り替えられるＧ点以降では、消費電力が抑えられるため、残使用時間をＨだけ伸ばすことができ、通常であれば駆動時間が図中Ｂであったのに対し、駆動時間を図中Ｆまで伸ばすことができる。また、使用者は、残使用時間が少なくなったことを知ることができるため、最低限の発光面のみを発光させるように発光状態を変えることもでき、発光状態が変わることで、省エネモードから通常モードに戻すことも可能である。

なお、操作部９の操作によって、省エネモード中であっても強制的に最大照度で駆動させることができてもよい。また、省エネモード中には、駆動時間が所定時間（例えば１５分）以下となるような操作を強制的に行えないようにしてもよい。例えば、残使用時間が２０分の状態で、１面のみを発光させた状態から、２面を発光させようとしても、その操作によって残使用時間が１５分を切ると判断する場合には、そのような操作を制限するように制御してもよい。この場合には、一定時間（例えば１分）のみ、当該操作を有効として、一定時間後に元の発光状態に戻るように制御してもよい。

本発明によれば、太陽光パネル５によって発電させるため、電気のない地域でも使用することができる。また、使用状態に応じて発光させる面や発光面ごとの照度等を切り替えることができるため、無駄な電力を消費することがなく、連続駆動時間を長くすることができる。

また、電池残量を算出し、電池残量に応じて光源の駆動電流を低減させるため、電力消費を抑えることで駆動時間を延ばすことができる。また、使用者は、電池残量が減ったことを確実に知ることができる。このため、使用者は、無駄な光源の発光を停止し、必要最低限の使用状態とすることができる。したがって、いざという時に電池切れを起こすなどの問題を防止することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、照明機器１としては、４面の発光面を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、多角形断面形状の本体として、発光面をもっと増やしてもよく、または２面、３面のみであってもよい。また、発光面は平坦面のみでなく曲面であってもよい。例えば、円筒状の本体の内部を複数に区分し、それぞれの区分された空間にそれぞれ光源を設けてもよい。この場合には、発光面は外観上連続しており、それぞれの発光面を明確に区別することが困難であるが、この場合であっても、それぞれ区切られた発光面ごとに光源を発光させることができる。すなわち、本発明では、このような複数の発光面が連続するような局面であってもよい。また、照明機器１に、ラジオの機能を付与することもできる。また、太陽光発電に代えて、または太陽光発電に加え、手動の発電器を設けてもよい。

１………照明機器
３………本体
５………太陽光パネル
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ………発光面
９………操作部
１１………充電池
１３………制御部
１５………電圧検知部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ………光源（Ａ〜Ｄ）
１９………反射板
２１ａ、２１ｂ………電圧変化曲線

Claims (6)

1. 複数の異なる方向に発光面を有する本体と、
   前記発光面にそれぞれ設けられる光源と、
   前記光源を駆動するバッテリーと、
   前記光源の駆動を制御する制御部と、
   を具備し、
   前記制御部により、前記光源が駆動する１または複数の発光面を選択可能であることを特徴とする照明機器。
2. 前記本体には、太陽光発電パネルが設けられ、
   前記バッテリーは、前記太陽光発電パネルにより発電された電力を蓄電する充電池であり、前記光源は、複数の発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の照明機器。
3. 複数の前記発光面は、前記本体の側面全周に渡って形成され、
   前記本体の側面における前記光源の照射方向を切り替え可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明機器。
4. 前記バッテリーの端子電圧を検出する検出部をさらに具備し、
   前記制御部は、あらかじめ記憶された、前記光源の駆動状態に応じたそれぞれの消費電力と、あらかじめ記憶された前記バッテリーの端子電圧と電池残量との関係から、現在の光源の使用状態に応じた残使用可能時間を算出し、
   前記残使用可能時間が所定時間を下回ったと判断すると、前記光源の駆動電力を低減することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明機器。
5. 前記光源を駆動させる発光面と、前記光源を駆動する駆動電流を、それぞれ選択する操作部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明機器。
6. 前記本体のそれぞれの前記発光面には、センサが設けられ、
   前記センサによって物体を検知した方向の発光面の前記光源のみを駆動させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明機器。

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