JP2013110074A - 照明装置、駆動装置、駆動方法 - Google Patents

照明装置、駆動装置、駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】例えば照射方向等の可変のための可動部を有する照明装置について、該可動部の駆動のために使用者の手動による手間を強いることなく、光源部以外への別途の電力供給を行う必要性を無いものとして消費電力の増加の防止を図り、且つ追加部品点数の増加を抑制してコストアップの抑制を図る。
【解決手段】発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して、上記可動部を動かし、所定の対象物を変位させるようにする。これによりモータ等の動力発生部を別途に設ける必要性はなくなり、消費電力の増加を効果的に防止できる。また同時に、別途の電気配線や駆動回路基板等の追加の必要がなくなるので、追加部品点数の増加を抑制でき、コストアップの抑制が図られる。
【選択図】図9

Description

本技術は、例えば室内灯などとして用いて好適な照明装置、及び該照明装置に用いられて好適な駆動装置並びに駆動方法に関する。

特開2010−123539号公報 特開2011−154828号公報 特開2010−61909号公報

例えば天井吊下型の照明装置など、室内灯として供される照明装置が広く普及している。
これら照明装置においては、例えば上記各特許文献に記載されるように、その発光光の照射方向や発光位置等を可変とされたものがある。具体的に、上記特許文献1には、光源としてのLED(Light Emitting Diode)が配列された基板の向きをモータ等の駆動手段を用いて変化させることで光の照射方向等を変化させる照明装置が開示されている。また、上記特許文献2には、反射板の向きを変化させることで光照射方向等を可変とする照明装置が開示されている。また上記特許文献3には、手動で照射方向等を変化させることが可能な照明装置が開示されている。

上記のように、照射方向等を変化させるための可動部を有する照明装置が種々提案されているが、上記可動部の駆動源としては、例えばモータ等の別途の電力供給(光源部以外への別途の電力供給)を要するものであったり、或いは使用者の手動によるものとされている。

本技術の課題は、例えば照射方向等の可変のための可動部を有する照明装置について、該可動部の駆動のために使用者の手動による手間を強いることなく、光源部以外への別途の電力供給を行う必要性を無いものとして消費電力の増加の防止を図り、且つ追加部品点数の増加を抑制してコストアップの抑制を図ることをその課題とする。

上記課題の解決のため、本技術では照明装置として以下のような構成を提案する。
すなわち、本技術の照明装置は、第1の発光部と、上記第1の発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部と、上記サーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して所定の対象物を変位させる変位機構部とを備えるものである。

また、本技術では駆動装置として以下のような構成を提案する。
すなわち、発光部と、上記発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部とを備えるものである。

また、本技術の駆動方法は、発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して、所定の対象物を変位させるものである。

上記のように本技術では、発光部で生じる熱を利用して可動部としての上記変位機構部を動かすものとしている。
これによれば、モータ等の動力発生部を別途に設ける必要性はなくなり、消費電力の増加を効果的に防止できる。また同時に、別途の電気配線や駆動回路基板等の追加の必要がなくなるので、追加部品点数の増加を抑制でき、コストアップの抑制が図られる。

本技術によれば、例えば照射方向等の可変のための可動部を有する照明装置について、該可動部の駆動のために使用者の手動による手間を強いることなく、光源部以外への別途の電力供給を行う必要性を無いものとして消費電力の増加の防止を図ることができる。
また、別途の追加部品点数の増加を抑制してコストアップの抑制を図ることができる。

実施の形態の照明装置の外観上面図である。 実施の形態の照明装置の外観正面図である。 実施の形態の照明装置の外観背面図である。 実施の形態の照明装置の外観右側面図である。 実施の形態の照明装置の外観左側面図である。 実施の形態の照明装置の外観下面図である。 実施の形態の照明装置の展開状態での外観を表す下面図である。 実施の形態の照明装置が備える十字保持部の構成を示した図である。 実施の形態の照明装置の主に可動部の構成を表す断面構造図である。 実施の形態の照明装置の主に可動部の構成を表す平面図である。 サーマルアクチュエータ部の具体的な構成例についての説明図である。 実施の形態としての開/閉動作を実現するための具体的な構成についての説明図である。 基板温度と駆動量(ストローク量)との関係を示した図である。 実施の形態の照明装置の内部構成を表すブロック図である。 照明装置に形成される接続部についての説明図である。 展開動作の変形例についての説明図である。

以下、本技術に係る実施の形態について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。

<1.照明装置の外観>
<2.開/閉動作とその実現のための構成>
<3.回路構成>
<4.まとめ>
<5.変形例>

<1.照明装置の外観>

図1〜図6は、本技術に係る実施の形態としての照明装置1の外観を表す6面図である。
図1は上面図、図2は正面図、図3は背面図、図4は右側面図、図5は左側面図、図6は下面図である。

先ず前提として、本実施の形態の照明装置1は、例えば室内の天井等から吊り下げられて使用される天井吊下型の照明装置とされる。
これら図1〜図6を参照して分かるように、照明装置1は、本体部2と、複数の上向きLED基板3(LED:Light Emitting Diode)と、複数の十字保持部5と、これら十字保持部5の十字の各先端部に設けられた複数の下向きLED基板4とを有して構成される。

各上向きLED基板3には、その表面に複数のLED(図中白丸部)が形成されている。該上向きLED基板3は、本体部2の上面側(使用時において天井と対向する面側)に設けられており、その表面が天井に対向する。上向きLED基板3に形成された各LEDが点灯されることで、その発光光が天井に照射され、これにより間接照明として機能とする。
本例の場合、間接照明部として機能する上向きLED基板3は、図のように8つ設けられている。具体的に、照明装置1の正面側、左側、背面側、右側に各1つが設けられ(これらを順に上向きLED基板3-1、3-3、3-5、3-7とする)、さらに、正面側と左側との間(左斜め前側)に1つ(上向きLED基板3-2とする)、左側と背面側との間(左斜め後側)に1つ(上向きLED基板3-4とする)、背面側と右側との間(右斜め後側)に1つ(上向きLED基板3-6とする)、右側と正面側との間(右斜め前側)に1つ(上向きLED基板3-8とする)が設けられている。

図2〜図5を参照して分かるように、十字保持部5は、上面側から下面側にかけて4つ配列されている。これらを上側から順に十字保持部5-1、5-2、5-3、5-4とする。

各十字保持部5の先端部には、下向きLED基板4が設けられる。
下向きLED基板4の表面には、先の上向きLED基板3と同様、複数のLED(白丸部)が形成されている。下向きLED基板4は、その表面が下面側を向くように十字保持部5により保持されている。これにより、使用時においては、各下向きLED基板4のLEDが点灯されることで室内が直接的に照明される。すなわち、直接照明として機能するものである。

この場合、各下向きLED基板4は4つの十字保持部5の各先端部に設けられているので、計16個が形成されていることになる。
ここで、最上段に位置する十字保持部5-1の各先端部に設けられた下向きLED基板4を下向きLED基板4-1と表記する。そしてこれらのうち、正面側に位置するものを下向きLED基板4-1Fr、背面側に位置するものを下向きLED基板4-1Rr、右側に位置するものを下向きLED基板4-1Rt、左側に位置するものを下向きLED基板4-1Ltと表記する。
また、上から2段目に位置する十字保持部5-2の各先端部に設けられた下向きLED基板4を下向きLED基板4-2とし、そのうち正面側に位置するものを下向きLED基板4-2Fr、背面側に位置するものを下向きLED基板4-2Rr、右側に位置するものを下向きLED基板4-2Rt、左側に位置するものを下向きLED基板4-2Ltとする。
以下同様に、上から3段目に位置する十字保持部5-3の各先端部に設けられた下向きLED基板4を下向きLED基板4-3とし、そのうち正面側に位置するものを下向きLED基板4-3Fr、背面側に位置するものを下向きLED基板4-3Rr、右側に位置するものを下向きLED基板4-3Rt、左側に位置するものを下向きLED基板4-3Ltとし、また最下段に位置する十字保持部5-4の各先端部に設けられた下向きLED基板4を下向きLED基板4-4とし、そのうち正面側に位置するものを下向きLED基板4-4Fr、背面側に位置するものを下向きLED基板4-4Rr、右側に位置するものを下向きLED基板4-4Rt、左側に位置するものを下向きLED基板4-4Ltとする。

ここで、図2〜図5を参照して分かるように、本体部2は、天井等の装着対象物に装着される装着部2Aと、十字保持部5の中央部を上面側及び下面側から覆う(すなわち先端部の下向きLED基板4は覆わない)ケース部2Cと、これら装着部2Aとケース部2Cとの間を連接するスリング部2Bとを有して構成される。

<2.開/閉動作とその実現のための構成>

図1〜図6では、照明装置1の初期状態(消灯状態)における様子を示したが、本実施の形態の照明装置1は、LEDの点灯に応じて、図7(下面図)に示すような展開状態に遷移する。
具体的に、図1〜図6に示す初期状態では、各段に形成された正面側、背面側、右側、左側の下向きLED基板4がこれら正面側、背面側、右側、左側の各位置で重なっていたが、該展開状態では、十字保持部5が面内方向にて回転されることで、それらの重なりが解消されて、各下向きLED基板4がそれぞれ異なる位置に展開することになる。

より具体的に、本例においては、最下段に配置された十字保持部5-4の位置(回転角度)は固定とし、それ以外の十字保持部5-1,5-2,5-3を回転させることで、図7に示すような展開状態を得る。
このとき、最上段に形成された十字保持部5-1の回転量が最も大きく、2段目に形成された十字保持部5-2の回転量が次いで大きく、3段目に形成された十字保持部5-3の回転量が最も小さくなるようにされる。また、回転方向は、下面側より見たときに図のように反時計回り方向となる。
これにより、本例の展開状態では、正面側に配される下向きLED基板4-4Frを基準とすると、各下向きLED基板4が反時計回り方向に4-4Fr→4-3Fr→4-2Fr→4-1Fr→4-4Lt→4-3Lt→4-2Lt→4-1Lt→4-4Rr→4-3Rr→4-2Rr→4-1Rr→4-4Rt→4-3Rt→4-2Rt→4-1Rt→4-4Frの順で配列されることになる。

ここで、図8を参照して、十字保持部5の構成について説明しておく。
図8に示すように十字保持部5は、略十字の外形を有し、その十字の各先端部に対して下向きLED基板4がそれぞれ形成されている。
そして、十字保持部5の中心部には、図のように孔部5hが設けられている。十字保持部5は、該孔部5hにおいて後述する回転軸部6を挿通可能とされている。孔部5hに対して回転軸部6が挿通された状態で、十字保持部5の面内方向における回転が可能とされる。

ここで、上記により説明したような初期状態から展開状態への遷移を使用者の手動による駆動ではなく自動により実現するためには、照明装置1に、十字保持部5に回転駆動力を与えるための動力発生手段を設けることとなる。

例えば該動力発生手段としては、先の特許文献1等に記載されるようにモータ等を設けることが順当と考えられる。
しかしながら、このようなモータ等の別途の電力供給が必要な手段を設けてしまうと、
光源部以外への別途の電力供給が必要となり、その分消費電力の増加を招く。また、別途の電気配線や駆動回路基板等の追加を要し、コストアップを助長してしまう。

このような点を考慮し、本実施の形態では、上記のような展開動作を実現するための動力発生手段として、光源部で発生した熱を利用した手段を用いる。

図9は、実施の形態の照明装置1が有する主に可動部の構成を断面構造図により表し、図10は、照明装置1の主に可動部の構成を平面図により表している。
なお図9の断面構造図では、照明装置1を右左方向に切断した際の断面を表しているが、前後方向の断面構造についてはこの図に示すものと同様となることから図示は省略する。

先ず、照明装置1には、回転軸部6が設けられている。この回転軸部6は、照明装置1の中心部において縦向きに配置されている。そして、該回転軸部6に対し、各十字保持部5の孔部5hが挿通されている。
このとき、最上段に配置される十字保持部5-1は、その孔部5hにおいて回転軸部6を挿通するが、例えばその上面側がケース部2C側に固着されるなどして、回転軸部6の回転に関わらずその位置が固定となるようにされている。
本例の場合、最下段に形成された十字保持部5-4に対してのみ、回転軸部6の回転に伴う駆動力が与えられるようにされる。すなわち、該十字保持部5-4のみが回転軸部6の回転に伴って回転するものである。
2段目の十字保持部5-2、及び3段目の十字保持部5-3は、回転軸部6の回転に応じて最下段の十字保持部5-4が回転することに伴って回転するようにされる(詳細な構成は後述する)。

この場合の回転軸部6は、図中のねじりコイルバネ8により与圧が与えられている。具体的に本例の場合、回転軸部6は、先の図7に示した展開方向(下面側から見て反時計回り方向)とは逆向きの回転方向に与圧が与えられている。このことで、照明装置1の消灯に応じて、点灯状態に対応する図7に示した展開状態から、図1〜図6に示した初期状態に戻すことが可能とされる。
なお、ねじりコイルバネ8は、それぞれの端部がピン9、ピン10によりケース部2C側に固定されている。

そして、回転軸部6に対しては、プーリー7が装着されている。該プーリー7は、その中心部に回転軸部6を挿通する孔部(図示せず)が設けられ、該孔部により回転軸部6を挿通する。
回転軸部6は、該プーリー7の回転に伴って回転されるものである。

本実施の形態の照明装置1には、プーリー7を回転させるための動力発生手段として、サーマルアクチュエータ12が設けられる。
具体的に、この場合のサーマルアクチュエータ12は、照明装置1の右側に配されたサーマルアクチュエータ12-Rt、左側に配されたサーマルアクチュエータ12-Lt、及び正面側に配されたサーマルアクチュエータ12-Fr、背面側に配されたサーマルアクチュエータ12-Rrの計4つが設けられる。

図9を参照して分かるように、右側のサーマルアクチュエータ12-Rtは、上側のケース部2Cにおける、上向きLED基板3-7の裏側となる位置に対して設けられている。また、左側のサーマルアクチュエータ12-Ltは、上側のケース部2Cにおける上向きLED基板3-3の裏側となる位置に対して設けられている。
また、図9では図示が省略されているが、正面側のサーマルアクチュエータ12-Frは、上側のケース部2Cにおける上向きLED基板3-1の裏側となる位置に対して設けられ、背面側のサーマルアクチュエータ12-Rrは、上側のケース部2Cにおける上向きLED基板3-5の裏側となる位置に対して設けられている。

この場合、上向きLED基板3-7の裏側となる位置に対しては、当該上向きLED基板3-7の裏面側に生じる点灯時の熱を集熱するための集熱ケース11-Rtが形成されており、右側のサーマルアクチュエータ12-Rtは、当該集熱ケース11-Rt内に格納されている。
同様に、上向きLED基板3-3の裏側となる位置に対しては、当該上向きLED基板3-3の裏面側に生じる点灯時の熱を集熱するための集熱ケース11-Ltが形成されており、左側のサーマルアクチュエータ12-Ltは当該集熱ケース11-Lt内に格納されている。
また、図示は省略しているが、上向きLED基板3-1の裏側となる位置に対しては、当該上向きLED基板3-1の裏面側に生じる点灯時の熱を集熱するための集熱ケース11-Frが形成されており、正面側のサーマルアクチュエータ12-Frは当該集熱ケース11-Fr内に格納され、また上向きLED基板3-5の裏側となる位置に対しては当該上向きLED基板3-5の裏面側に生じる点灯時の熱を集熱するための集熱ケース11-Rrが形成されており、背面側のサーマルアクチュエータ12-Rrは当該集熱ケース11-Rr内に格納されている。

サーマルアクチュエータ12は、熱に応じて駆動力を発生するアクチュエータを総称したものである。
この場合のサーマルアクチュエータ12は、それぞれ対応する上向きLED基板3が発した熱に応じて、プーリー7に巻回されたワイヤ13を引くように構成されている。具体的に、この場合のプーリー7には、サーマルアクチュエータ12-Rtに接続されたワイヤ13-Rt、サーマルアクチュエータ12-Ltに接続されたワイヤ13-Rt、サーマルアクチュエータ12-Frに接続されたワイヤ13-Fr、サーマルアクチュエータ12-Rrに接続されたワイヤ13-Rrがそれぞれ巻回されており、各サーマルアクチュエータ12が熱に応じてそれぞれ対応するワイヤ13を引くことで、プーリー7を前述の展開方向に回転させることができる。つまりこれにより、回転軸部6を、ねじりコイルバネ8による与圧に抗って上記展開方向に回転させることができる。

図11は、サーマルアクチュエータ12の具体的な構成例についての説明図である。なお、この図11では集熱ケース11とその内部に配置されたサーマルアクチュエータ12の断面構造を示している。

本例で用いるサーマルアクチュエータ12は、形状記憶合金バネ22を用いたものとされる。
具体的に、この場合のサーマルアクチュエータ12は、ピストン部20、ピストン支持部21、形状記憶合金バネ22、及びコイルスプリング23を有して構成される。
ピストン部20は、その外形形状が略円柱状とされ、その一方の端部に図のようにワイヤ13が接続されている。また、該ピストン部20には、その中央部付近に、形状記憶合金バネ22の一端とコイルスプリング23の一端をそれぞれ表裏別々の面で当接する衝立部20Aが形成されている。

ピストン支持部21は、ピストン部20を挿通するための孔部が形成された2つの壁部(紙面縦方向に延びる壁部)と、これらの壁部と連接され且つこれら壁部とは直交する方向に延びる底面部とを有する。
ピストン支持部21の一方の上記壁部には、ピストン部20におけるワイヤ13が接続された側の端部が挿通される(以下、この壁部を手前側壁部とする)。また、ピストン支持部21の他方の上記壁部には、ピストン部20におけるワイヤ13が接続されていない側の端部が挿通される(この壁部を奥側壁部とする)。

この場合のサーマルアクチュエータ12では、上記のようにピストン部20の各端部がピストン支持部21の各壁部に挿通された状態にて、図のように、形状記憶合金バネ22が、ピストン部20における手前側壁部と衝立部20Aとの間の部分に巻回され、コイルスプリング23が、ピストン部20における奥側壁部と衝立部20Aとの間の部分に巻回されている。

ここで、形状記憶合金バネ22は、例えばNi−Ti合金で構成されており、上記構成のようにコイルスプリング23による与圧が与えられた状態下では、温度の上昇に応じて徐々に伸張していくことになる。
このことから、対応する上向きLED基板3からの熱が伝導されると、ピストン部20が、ワイヤ13の接続された側とは逆側に移動することとなる。すなわち、LED基板3上のLEDが点灯されることに応じて、ワイヤ13を引く方向の駆動力を発生するものである。

なお、形状記憶合金バネ22としてはNi−Ti合金に限定されるべきものではなく、例えばFe−Mn−Si合金などの他の形状記憶合金によるものを用いることができる。

上記のようなサーマルアクチュエータ12により、上向きLED基板3の発熱を利用して、照明装置1を図1〜図6に示した初期状態から図7に示した展開状態へと変形させることができる。

ここで、上向きLED基板3に形成されたLEDを消灯させる、すなわち照明装置1をオフ状態に移行させると、上向きLED基板3の発熱量が徐々に減少することに伴い、前述のねじりコイルバネ8の与圧により回転軸部6が逆向きに回転することで、展開状態から初期状態に徐々に遷移していくことになる。

このとき、先の説明によると、本例の照明装置1では、最下段の十字保持部5-4が固定とされた上で、最上段の十字保持部5-1のみが回転軸部6の回転に応じて回転することに伴って2段目の十字保持部5-2及び3段目の十字保持部5-3が回転して図7に示した展開状態が実現されることとなる。
また、LEDが消灯され、初期状態に戻った際には、図1〜図6に示したように、各段に形成された正面側、背面側、右側、左側の下向きLED基板4がこれら正面側、背面側、右側、左側の各位置で重なった状態となる。

図12を参照して、このような本例としての開/閉動作を実現するための具体的な構成例を説明する。
この図12に示すように、本例の照明装置1においては、最上段の十字保持部5-1と2段目の十字保持部5-2との間を接続する第1ワイヤW1と、該2段目の十字保持部5-2と3段目の十字保持部5-3との間を接続する第2ワイヤW2とが設けられている。
これら第1ワイヤW1、第2ワイヤWの長さが適切に設定されることで、最上段の十字保持部5-1のみの回転に伴い、十字保持部5-2、十字保持部5-3の展開状態での位置(回転角度)が所定位置に設定される。なおかつ、この場合の展開動作は、最上段の十字保持部5-1が所定量だけ回転したところで先ずは2段目の十字保持部5-2の回転動作が開始され、さらに該2段目の十字保持部5-2が十字保持部5-1の回転に伴って所定量だけ回転したところで3段目の十字保持部5-3の回転動作が開始することになる。

また、回転量が最大とされる最上段の十字保持部5-1には、ポール5-1Pが設けられる。このポール5-1Pは、照明装置1の下方側に凸となるように形成されている。
このポール5-1Pが設けられることで、LEDの消灯に応じて回転軸部6が展開時と逆方向に回転される、すなわち最上段の十字保持部5-1が展開時と逆方向に回転されることに応じて、2段目の十字保持部5-2、3段目の十字保持部5-3を順次畳んでいくことができる。具体的に、最上段の十字保持部5-1が上記逆方向に回転されることによっては、該ポール5-1Pが2段目の十字保持部5-2、3段目の十字保持部5-3を順次係止していき、これら十字保持部5-2、5-3を十字保持部5-1と同調させて回転させることができ、その結果、最上段の十字保持部5-1が初期状態として位置まで戻されることによって、他の十字保持部5-2、5-3としても同様に初期状態としての位置まで戻されるものである。

ここで、本発明者らは、上向きLED基板3上に形成されたLEDの駆動電流値と該上向きLED基板3の発熱温度(基板温度)との関係についての実験を行った。
その結果を以下に記しておく。

260mA → 107℃
240mA → 100℃
220mA → 94℃
180mA → 81℃
100mA → 56℃

また、本発明者らは、基板温度とサーマルアクチュエータ12による駆動量(ストローク量)との関係についての実験も行った。その結果を図13に示す。
実験では、基板温度が107℃、100℃、94℃、81℃、56℃の各時点でのストローク量を測定した。その結果は以下の通りである。

107℃(260mA)→ 4.7mm
100℃(240mA)→ 4.0mm
94℃(220mA) → 3.1mm
81℃(180mA) → 2.1mm
56℃(100mA) → 1.4mm

この結果をフィッティングすると、基板温度(x)とストローク量(y)との関係は、

y=0.0014x2−0.1702x+6.3834

と表すことができた。

なお、上記の実験結果からも明らかなように、本実施の形態の照明装置1の構成によれば、間接照明としての上向きLED基板3上のLEDの発光量を制御することによって、下向きLED基板4の展開位置(十字保持部5の回転角度)を制御することが可能となる。

<3.回路構成>

ここで、本実施の形態の照明装置1は、十字保持部5-1、5-2、5-3の順で順次初期位置から動き出す十字保持部5上の各下向きLEDを、それら十字保持部5-1、5-2、5-3の回転状態に応じて徐々に点灯させていくという機能を有している。
具体的には、初期位置から動き出す十字保持部5の順に、その十字保持部5上に形成された下向きLEDを順次点灯させていくというものである。
なお確認のため述べておくと、下向きLEDとは、下向きLED基板4に形成されたLEDを意味するものである。

図14は、上記のような順次点灯機能を実現するための照明装置1の内部構成を示したブロック図である。
なおこの図14では照明装置1の内部構成と共に、使用者が照明装置1を遠隔操作するためのリモートコントローラ50も併せて示している。

図のように照明装置1には、上向きLED基板3に接続され、該上向きLED基板3上に形成された上向きLEDについての発光駆動を行う上向きLED駆動回路25と共に、1段目下向きLED駆動回路26、2段目下向きLED駆動回路27、3段目下向きLED駆動回路28、4段目下向きLED駆動回路29、制御部30、受信部31、及び回転量検出部32が設けられている。

1段目下向きLED駆動回路26は、最上段の十字保持部5-1に設けられた各下向きLED基板4-1と接続され、それら下向きLED基板4-1上に形成された下向きLEDを発光駆動するための回路部となる。
同様に、2段目下向きLED駆動回路27は、2段目の十字保持部5-2に設けられた各下向きLED基板4-2と接続され、それら下向きLED基板4-2上に形成された下向きLEDを発光駆動するための回路部であり、また3段目下向きLED駆動回路28は3段目の十字保持部5-3に設けられた各下向きLED基板4-3と接続されてそれら下向きLED基板4-1上に形成された下向きLEDを発光駆動するための回路部となる。さらに、4段目下向きLED駆動回路29は、最下段の十字保持部5-4に設けられた各下向きLED基板4-4と接続されてそれら下向きLED基板4-4上に形成された下向きLEDを発光駆動するための回路部となる。

制御部30は、例えばマイクロコンピュータで構成され、照明装置1の全体制御を行う。
この場合の制御部30は、受信部31により受信されたリモートコントローラ50からの操作入力信号や、回転量検出部32で検出された回転軸部6の回転量情報に基づき、上向きLED駆動回路25、下向きLED駆動回路26〜29に対する指示を行って、間接照明としての上向きLED、及び直接照明としての下向きLEDについての発光制御を行う。

ここで、上記で述べた順次点灯の具体的な手法としては、2通りが考えられる。
先ず第1の手法としては、照明装置1に対する指示入力として単に全点灯/消灯の指示入力のみが可能とされる場合において、全点灯の指示に伴い上向きLED基板3の発熱温度が最大温度まで比較的急速に上昇していくことに伴い下向きLED基板4の展開動作が比較的高速に行われる場合に対応した手法となる。具体的には、このように上向きLEDが全点灯されることに応じて展開動作が比較的高速となる場合おいて、回転軸部6の回転量を検出した結果に基づき、初期状態から動き出した十字保持部5から順に、下向きLEDを順に点灯させていくというものである。

この第1の手法としての順次点灯動作を実現する場合、制御部30は、以下のような制御を行う。
先ず、該第1の手法では、使用者によるリモートコントローラ50を用いた操作入力によって、全点灯/消灯の指示入力のみが可能とされる。
制御部30は、全点灯が指示されたことに応じて、上向きLED駆動回路25に対する指示を行って、間接照明としての上向きLEDを点灯(全点灯)させる。またこれと共に、上記全点灯の指示に応じては、十字保持部5のうち固定とされた最下段の十字保持部5-4上に形成された下向きLEDを点灯させるべく、4段目下向きLED駆動回路20に対して点灯指示を行う。
そして制御部30は、上記全点灯の指示に応じて、回転量検出部32により検出される回転量のモニタを開始する。
ここで、回転量検出部32により検出される回転量について、初期状態での回転量を0とすると、制御部30は、該回転量検出部32で検出される回転量が0より大となったことに応じて、1段目下向きLED駆動回路26に対する指示を行い、先ずは最上段の十字保持部5-1上に形成された下向きLEDを点灯させる。
そして、回転量が第1閾値(0より大)を超えたことに応じて、2段目下向きLED駆動回路27に対する指示を行って十字保持部5-2上に形成された下向きLEDを点灯させる。
さらに、回転量が第2閾値(第1閾値より大)を超えたことに応じて、3段目下向きLED駆動回路28に対する指示を行って十字保持部5-3上に形成された下向きLEDを点灯させる。
これにより、前述した第1の手法としての順次点灯動作が実現される。

なおこの場合、消灯の指示に応じては、以下のようにして各十字保持部5上の下向きLEDが徐々に消灯されていくようにする。
具体的に、制御部30は、消灯の指示が為されたことに応じ、上向きLED駆動回路25に対する指示を行って各上向きLEDを消灯させる。またこれと共に、1段目下向きLED駆動回路26に対する指示を行って、最上段の十字保持部5-1上に形成された下向きLEDを消灯させる。なおこのとき、上向きLEDの消灯に伴い、各上向きLED基板3の温度は徐々に低下していき、回転軸部6は展開時と逆方向の回転を始めることになる。
また制御部30は、消灯指示に応じて、回転量検出部32による回転量をモニタし、該回転量が上記第2閾値を下回ったことに応じ、2段目下向きLED駆動回路27に対する指示を行って2段目の十字保持部5-2上に形成された下向きLEDを消灯させる。さらに、回転量が上記第1閾値を下回ったことに応じて、3段目下向きLED駆動回路28に対する指示を行って3段目の十字保持部5-3上に形成された下向きLEDを消灯させる。
そして、回転量が0に達したことに応じて、4段目下向きLED駆動回路29に対する指示を行って、最下段における固定の十字保持部5-4上に形成された下向きLEDを消灯させる。
このような消灯制御により、下向きLEDの消灯は、初期状態に戻る過程において順に畳まれていった十字保持部5に形成されたものから順に行われていくことになる。

また、順次点灯の第2の手法は、多段階の調光指示が可能とされた場合に対応するものであり、換言すれば、調光により上向きLEDの発光量が段階的に設定されることに伴い、下向きLEDの展開動作も段階的に行われる場合に対応した手法となる。
具体的には、調光の各段階に対応して順次初期状態から動き出すこととなる十字保持部5上に形成された下向きLEDを点灯させるという制御を行うものである。

ここで、確認のため述べておくと、上向きLEDの段階的な調光により、サーマルアクチュエータ12に入力される熱量が段階的に制御されるものとなり、従って回転軸部6の回転量を段階的に制御できる。つまりこの点より、各段の調光状態(調光の各ステップ)と、十字保持部5-1のみが展開した状態(第1状態とする)、十字保持部5-1及び5-2が展開した状態(第2状態とする)、十字保持部5-1及び5-2及び5-3の全てが展開した状態(第3状態とする)とをそれぞれ対応させることができるものである。
第2の手法では、このように上向きLEDの調光に伴い実現される第1状態、第2状態、第3状態の各展開状態ごとに、初期状態から動き出すこととなる十字保持部5上の下向きLEDを点灯させていくものである。

該第2の手法を実現するとした場合、制御部30は以下のような制御を行う。
先ず、この場合のリモートコントローラ50からの調光指示としては、消灯指示も含めて4段階の指示(第1調光状態、第2調光状態、第3調光状態、消灯とする)が可能とされる。
制御部30は、第1調光状態の指示に応じて、上向きLED駆動回路25に対する指示を行って上向きLEDを所定の第1発光量により発光させる。
この上向きLEDの第1発光量による発光により、最上段の十字保持部5-1のみが展開した上述の第1状態が得られることとなるので、制御部30は、第1調光状態の指示に応じては、上記の制御と共に、1段目下向きLED駆動回路26に対する指示を行って十字保持部5-1上に形成された下向きLEDを点灯させる制御を行う。
これにより、第1状態に対応して動き出すこととなる十字保持部5-1上の下向きLEDを点灯させることができる。

なお、第1調光状態では、最下段における固定の十字保持部5-4上の下向きLEDも点灯させる。すなわち、第1調光状態では、下向きLEDとして、十字保持部5-1上の下向きLEDと十字保持部5-4上の下向きLEDが点灯される状態が得られるように制御を行うようにする。

また制御部30は、第2調光状態の指示に応じて、上向きLED駆動回路25に対する指示を行って上向きLEDを所定の第2発光量(第1発光量よりも大)により発光させる。
該第2発光量による発光に伴い、十字保持部5-2が新たに展開した状態、すなわち十字保持部5-1及び5-2が展開した上述の第2状態が得られることになるので、制御部30は、上記第2発光量での発光指示を行うと共に、2段目下向きLED駆動回路27に対する指示を行って十字保持部5-2上の下向きLEDを点灯させる。
これにより、第2状態に対応して動き出すこととなる十字保持部5-2上の下向きLEDを点灯させることができる。
なお、第2調光状態では、下向きLEDとして、最下段における固定の十字保持部5-4上の下向きLED、最上段の十字保持部5-1上の下向きLED、及び2段目の十字保持部5-2上の下向きLEDを点灯させる。このため、該第2調光状態の指示に応じては、上記の制御と共に、十字保持部5-4上の下向きLEDと十字保持部5-1上の下向きLEDの点灯状態が得られるようにするための制御も行うことになる。

また制御部30は、第3調光状態の指示に応じて、上向きLED駆動回路25に対する指示を行って上向きLEDを所定の第3発光量(第2発光量よりも大)により発光させる。
該第3発光量による発光に伴い、十字保持部5-3が新たに展開した状態、すなわち十字保持部5-1及び5-2及び5-3の全てが展開した上述の第3状態が得られることになるので、制御部30は、上記第3発光量での発光指示を行うと共に、3段目下向きLED駆動回路28に対する指示を行って十字保持部5-3上の下向きLEDを点灯させる。
これにより、第3状態に対応して動き出すこととなる十字保持部5-3上の下向きLEDを点灯させることができる。
なお、第3調光状態は全点灯状態であり、下向きLEDの全てを点灯させるべきものとなる。従って第3調光状態の指示に応じては、上記の制御と共に、十字保持部5-4、十字保持部5-1、十字保持部5-2上のLEDの点灯状態が得られるようにするための制御も行うことになる。

また、この場合の制御部30は、消灯指示に応じて、全LEDを消灯させるための制御を行う。すなわち、上向きLED基板駆動回路25、及び各下向きLED駆動回路(26,27,28,29)に対する消灯指示を行って全LEDを消灯させる。

なお、上記説明からも理解されるように、第2の手法を採る場合には、回転軸部6の回転量の検出は不要であり、従って回転量検出部32は省略することができる。

但し、第2の手法においても、回転量を検出した結果に基づき下向きLEDの点灯/消灯制御を行うことは可能である。
特に、消灯時において、第1の手法と同様に順次畳まれていく十字保持部5の順に下向きLEDが消灯されていくように制御を行うとした場合には、第1の手法と同様に、回転量検出部32で検出される回転量に基づく消灯制御を行う。

<4.まとめ>

上記により説明したように、本実施の形態では、光照射位置や照射方向等の可変のための可動部を有する照明装置1について、発光部(上向きLED基板3)で生じる熱を利用して上記可動部(回転軸部6や十字保持部5)を動かすものとしている。
これによれば、従来のようにモータ等の動力発生部を別途に設ける必要性はなくなり、消費電力の増加を効果的に防止できる。また同時に、別途の電気配線や駆動回路基板等の追加の必要がなくなるので、追加部品点数の増加を抑制でき、コストアップの抑制が図られる。
また本実施の形態によれば、上記可動部の駆動のために使用者の手動による手間を強いる必要性もないものとできる。

また、本実施の形態では、熱利用の対象とされる上向きLED基板3を、照明装置1の中心軸近傍に配置している。このことで、回転軸部6などの可動部を装置の中央部に配置することができ、該可動部を筐体で覆うことができる。つまり、該可動部が表出して外観上の美観が損なわれてしまうことの防止が図られる。

また本実施の形態では、回転軸部6の回転に伴い、可動とされた十字保持部5(下向きLED基板4)が徐々に展開していくことに応じて下向きLEDを順次点灯させていくものとしているが、このことで、照明による演出効果をより一層高めることができる。

<5.変形例>

以上、本技術に係る実施の形態について説明したが、本技術は上記により説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、実施の形態の照明装置1の構成によると、直接照明としての光源部は装置の中央部ではなく外縁部に対して設けられるので、従前の照明装置のように装置中央部に電球の脱着部を設ける必要性がない。この点を利用し、例えば図15に示すように、装置の下面側の中央部に対し、照明機能以外の機能を拡張するためのデバイスを接続する接続部35を設けることができる。
ここで、該接続部35に接続され、機能拡張を行うデバイスの例としては、例えば音響再生装置、撮像装置、受音装置などを挙げることができる。

なお、実施の形態の照明装置1では、各LED(LED基板)は着脱可能とされていないが、これは、従前の白熱電球や蛍光灯などと比較してLEDが長寿命である点を考慮してのことである。換言すれば、光源としてLEDを用いていることで、従前の照明装置のように装置中央部近傍に電球の着脱部を配置する必要がなくなり、その分、光源部の配置の自由度が高められているものである。

また、これまでの説明では、間接照明としての上向きLEDが形成される上向きLED基板3の数が8、下向きLED基板4の数が16とされる場合を例示したが、これらはあくまで一例であって、その数がこれらに限定されるものではない。
また、各LED基板の形状としても十字型に限定されるべきものではなく他の形状を採用することも勿論可能である。

また、これまでの説明では、展開状態における各十字保持部5の回転角度を設定するための手法として、十字保持部5間をワイヤ(W1,W2)で繋ぐ手法を例示したが、これに代えて、回転軸部6から各十字保持部5(可動とされる十字保持部5)に駆動力を伝達するための伝達ギアを設け、該伝達ギヤのギヤ比を十字保持部5ごとに異ならせることによっても、展開状態でのそれぞれの十字保持部5の回転角度を設定できる。
なおこの場合、サーマルアクチュエータ12による駆動力の発生に応じて、可動とされた各十字保持部5がそれぞれ異なる回転速度で一斉に動き出すことになる。

また、光源部の展開動作については、これまでで例示した回転に依るものに限定されるべきではない。
図16を参照し、展開動作の変形例について説明する。
図16Aは、第1の変形例としての展開動作についての説明図である。該第1の変形例では、例えば柱状とされる基板支持部40が設けられる。該基板支持部40に対しては、複数のLED基板41(この図では41-1、41-2、41-3、41-4の4つとしている)が形成される。
このような基板支持部40を、サーマルアクチュエータ12と同様に光源部の熱を利用して動作するアクチュエータ(図示は省略)で発生された駆動力を利用して図のように水平方向にスライド移動させる。
このような手法によっても、光源部(LED基板41)の展開動作を実現できる。
なお、この図16Aでは図示の複雑化を避けるため基板支持部40を1つのみ示したが、複数の基板支持部40を設けてそれぞれをスライド移動させることも勿論可能である。
複数の基板支持部40をスライド移動させる場合、それらのスライド方向は例えば放射状などとすることが考えられる。

また図16Bは第2の変形例としての展開動作についての説明図である。
この場合、基板支持部40は、図中の上段側に示すように、その長手方向が縦方向を向くように複数配列させる。この場合は、光源部で発生した熱を利用して動作するサーマルアクチュエータで発生された駆動力を利用して、これらの基板支持部40を図中の下段側に示すように傘状に開かせるように動かす。
このような手法によっても光源部(LED基板41)の展開動作を実現できる。

また、これまでの説明では、サーマルアクチュエータとして形状記憶合金を用いたものを例示したが、形状記憶合金ではなく、形状記憶セラミックや形状記憶ポリマー、又はバイメタルを用いたサーマルアクチュエータとすることもできる。
或いは、シリンダー内に例えば低沸点液体などの感熱による膨張/収縮性を有する液体を充填させておき、該液体の膨張/収縮を利用して駆動力を得るようなサーマルアクチュエータとすることもできる。

また、これまでの説明では、消灯/点灯制御は、リモートコントローラ50の操作に応じて行われるものとしたが、例えば赤外線センサなどを具備することで人の有無を検知し、その結果に基づき消灯/点灯制御を行うものとすることもできる。

また、前述の第2の手法では、調光の各ステップと第1状態〜第3状態としての各展開状態とを対応させるものとしたが、先の図13に示した実験結果のように、光源部の基板温度(駆動電流値)とアクチュエータの駆動量とは非線形の関係(温度上昇に伴って駆動量が指数関数的に増加する)となることから、このように調光の各ステップと各展開状態とを対応させるためには、調光のステップを1→2→3と上げるごとに発光量差を徐々に小さくしなければならなくなってしまう(第1状態→第2状態→第3状態と遷移させる際の回転軸部6の回転量は略等しいので)。
そこで、調光の1ステップごとの発光量差を一定としても(つまり調光のリニアリティを確保しても)、調光1ステップごとに回転軸部6を一定量だけ回転させることができるように(つまり調光の1ステップと各展開状態とが対応するように)すべく、別途の機構を設けるなどして対策を行ってもよい。
例えば、上向きLED基板3の温度上昇に応じて回転軸部6に与えられる与圧を大とするような別途の機構を設けて対策を行うことなどが考えられる。或いは、サーマルアクチュエータ12からの駆動力を伝達ギアを介して回転軸部6に与える構成とした上で、上向きLED基板3の温度に応じて該伝達ギヤのギヤ比を変更することで、温度上昇に応じ回転軸部6の回転を徐々に鈍らせるようにしてもよい。

また、本技術は以下に示す構成を採ることもできる。
(1)
第1の発光部と、
上記第1の発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部と、
上記サーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して所定の対象物を変位させる変位機構部と
を備える照明装置。
(2)
上記第1の発光部はその光源がLED(Light Emitting Diode)とされる上記(1)に記載の照明装置。
(3)
上記サーマルアクチュエータ部は、
形状記憶合金を有し、該形状記憶合金の上記熱に応じた変形を利用して上記駆動力を発生する
上記(1)又は(2)に記載の照明装置。
(4)
さらに第2の発光部を備え、
上記変位機構部は、
上記対象物として上記第2の発光部を変位させるように構成されている
上記(1)乃至(3)何れかに記載の照明装置。
(5)
上記第2の発光部はその光源がLEDとされる上記(4)に記載の照明装置。
(6)
上記第1の発光部と上記第2の発光部は、互いの発光方向が逆向きとなるように配置されている
上記(4)又は(5)に記載の照明装置。
(7)
上記変位機構部は、
回転軸部と、
該回転軸部に接続され上記対象物を保持する回転保持部とを有すると共に、
上記サーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して上記回転軸部を回転させることで上記対象物を変位させる
上記(1)乃至(6)何れかに記載の照明装置。
(8)
上記第1の発光部が、上記回転軸部の中心軸の近傍に配置されている上記(7)に記載の照明装置。
(9)
上記サーマルアクチュエータ部は、
上記第1の発光部の発熱量が大となることに応じてその駆動量が大となるように構成されている
上記(1)乃至(8)何れかに記載の照明装置。
(10)
第2の発光部を複数備え、
上記変位機構部は、
それぞれが上記第2の発光部を保持する複数の上記回転保持部を有して、複数の上記第2の発光部をそれぞれ変位させるように構成されており、
上記第2の発光部が上記回転軸部の回転量に応じて順次点灯されていくように制御を行う点灯制御部をさらに備える
上記(7)乃至(9)何れかに記載の照明装置。
(11)
上記変位機構部は、複数の棒状部材を傘状に開/閉させるように構成されている上記(1)乃至(6)又は(9)何れかに記載の照明装置。
(12)
上記変位機構部は、上記対象物の保持部を水平移動させることで上記対象物を変位させるように構成されている上記(1)乃至(6)又は(9)何れかに記載の照明装置。

1 照明装置、2 本体部、2A 装着部、2B スリング部、2C ケース部、3-1,3-2,3-3,3-4,3-5,3-6,3-7,3-8 上向きLED基板、4-1,4-2,4-3,4-4 下向きLED基板、5-1,5-2,5-3,5-4 十字保持部、5h 孔部、5-1P ポール、6 回転軸部、7 プーリー、8 ねじりコイルバネ、9,10 ピン、11 集熱ケース、12 サーマルアクチュエータ、13 ワイヤ、20 ピストン部、20A 衝立部、21 ピストン支持部、22 形状記憶合金バネ、23 コイルスプリング、W1 第1ワイヤ、W2 第2ワイヤ、25 上向きLED駆動回路、26 1段目下向きLED駆動回路、27 2段目下向きLED駆動回路、28 3段目下向きLED駆動回路、29 4段目下向きLED駆動回路、30 制御部、31 受信部、32 回転量検出部、35 接続部、40 基板支持部、41-1,41-2,41-3,41-4 LED基板、50 リモートコントローラ

Claims (14)

  1. 第1の発光部と、
    上記第1の発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部と、
    上記サーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して所定の対象物を変位させる変位機構部と
    を備える照明装置。
  2. 上記第1の発光部はその光源がLED(Light Emitting Diode)とされる請求項1に記載の照明装置。
  3. 上記サーマルアクチュエータ部は、
    形状記憶合金を有し、該形状記憶合金の上記熱に応じた変形を利用して上記駆動力を発生する
    請求項1に記載の照明装置。
  4. さらに第2の発光部を備え、
    上記変位機構部は、
    上記対象物として上記第2の発光部を変位させるように構成されている
    請求項1に記載の照明装置。
  5. 上記第2の発光部はその光源がLEDとされる請求項4に記載の照明装置。
  6. 上記第1の発光部と上記第2の発光部は、互いの発光方向が逆向きとなるように配置されている
    請求項4に記載の照明装置。
  7. 上記変位機構部は、
    回転軸部と、
    該回転軸部に接続され上記対象物を保持する回転保持部とを有すると共に、
    上記サーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して上記回転軸部を回転させることで上記対象物を変位させる
    請求項1に記載の照明装置。
  8. 上記第1の発光部が、上記回転軸部の中心軸の近傍に配置されている請求項7に記載の照明装置。
  9. 上記サーマルアクチュエータ部は、
    上記第1の発光部の発熱量が大となることに応じてその駆動量が大となるように構成されている
    請求項1に記載の照明装置。
  10. 第2の発光部を複数備え、
    上記変位機構部は、
    それぞれが上記第2の発光部を保持する複数の上記回転保持部を有して、複数の上記第2の発光部をそれぞれ変位させるように構成されており、
    上記第2の発光部が上記回転軸部の回転量に応じて順次点灯されていくように制御を行う点灯制御部をさらに備える
    請求項7に記載の照明装置。
  11. 上記変位機構部は、複数の棒状部材を傘状に開/閉させるように構成されている請求項1に記載の照明装置。
  12. 上記変位機構部は、上記対象物の保持部を水平移動させることで上記対象物を変位させるように構成されている請求項1に記載の照明装置。
  13. 発光部と、
    上記発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部と
    を備える駆動装置。
  14. 発光部で発生した熱に基づき駆動力を発生するサーマルアクチュエータ部が発生した駆動力を利用して、所定の対象物を変位させる
    駆動方法。
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