JP5732049B2 - 照明装置であって、内部電源と、前記照明装置を外部電源に接続するためのインタフェースとを有する照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置であって、内部電源と、前記照明装置を外部電源に電気的に接続するための電気的インタフェースとを有する照明装置に関する。本発明は、外部電源を供給するインタフェース装置、及びこのような照明装置とこのようなインタフェース装置とを有するシステムにも関する。

移動可能なランプは、利用可能な照明器具がない状況、又は利用可能な照明器具からの照明が不十分である状況において、便利である。

移動可能なランプが、幹線電源(mains supply)から入手可能な電気がないところで用いられる場合には、移動可能なランプは、バッテリなどの内部電源によって給電される必要がある。しかしながら、バッテリから入手可能な電力は限られているため、多くの場合、可能なときに幹線電源を介して移動可能なランプに給電することが好ましい。

両方の状況において用いられ得る従来技術の装置は、バッテリ駆動ランプと、幹線電源に接続され得る充電器とを有する照明システムであろう。従って、電気が幹線電源を通して入手可能であるときは、ランプは、充電器に接続され、幹線電源から電力を受け取ることができるが、移動可能なランプは、充電器から分離され、入手可能な電気がない領域を照明するのに用いられることもできる。

しかしながら、依然として、改善された照明装置を提供する余地があるように思われる。

本発明の目的は、上記を鑑みて、改善された照明装置を提供することである。

本発明の或る態様によれば、照明装置であり、少なくとも１つの発光装置と、内部電源と、前記照明装置を外部電源に電気的に接続するための電気的インタフェースと、前記照明装置を外部ヒートシンクに熱的に接続するための熱的インタフェースと、前記外部電源及び前記外部ヒートシンクのうちの少なくとも１つから分離されているときは、前記少なくとも１つの発光装置が前記内部電源によって給電される第１モードで、前記照明装置を動作させ、前記照明装置が前記外部電源及び前記外部ヒートシンクに接続されているときは、前記少なくとも１つの発光装置が前記外部電源によって給電される第２モードで、前記照明装置を動作させるための回路とを有する照明装置であって、前記照明装置の前記第１モードにおける最大輝度が、前記照明装置の前記第２モードにおける最大輝度に比べて制限される照明装置が提供される。

本発明は、前記外部電源から分離されているときは第１モードで動作し、前記外部電源に接続されているときは第２モードで動作する照明装置を供給し、各モードの最大輝度を別々に設計することによって、前記照明装置の性能は高められるという理解に基づいている。これは、前記照明装置が前記内部電源によって給電されるときの最大輝度は、主に、前記内部電源の容量によって制限されるのに対して、前記照明装置が幹線電源などの外部電源を介して給電されるときの最大輝度は、むしろ、前記照明装置において生じる熱によって制限されるからである。従って、第１及び第２モードで動作可能な照明装置を供給し、各モードの最大輝度を別々に設計することによって、前記照明装置は、両方の状況において利用可能な能力を十分に活用することができる。更に、外部ヒートシンクを設けることによって、前記照明装置の寸法及び重量を抑えながら、前記照明装置が前記外部電源に接続されているときの前記最大輝度を更に増大させることが可能である。

実施例によれば、前記第１モードと前記第２モードとの間で切り替えるために選択装置が配設され得る。前記選択装置は、例えば、前記照明装置が前記外部電源及び前記外部ヒートシンクに接続されるときを検出し、それに応じて前記第２モードに変える制御ユニットを用いて、自動的に動作可能であり得る。

前記回路は、前記照明装置が前記第２モードで動作されるときには、前記照明装置が前記第１モードで動作されるときより高い電力で、前記少なくとも１つの発光装置が動作されるように、構成され得る。

更に、複数の発光装置を有する照明装置のためには、前記回路は、前記照明装置が前記第２モードで動作されるときには、前記照明装置が前記第１モードで動作されるときより多くの発光装置が起動されるように、構成され得る。

前記回路は、前記照明装置が前記外部電源に電気的に接続されているときに前記内部電源の充電を可能にするようにも構成され得る。これに関連する利点は、前記内部電源が、前記照明装置から取り出されることなしに充電され得ることである。

実施例によれば、前記電気的インタフェースは、直接的な電気的接触を介して電気エネルギを伝達するよう構成されてもよく、それによって、前記外部電源と前記照明装置との間で電気を伝達する効率的で、信頼性の高い方法を提供する。

更に、前記電気的インタフェース及び前記熱的インタフェースは、インタフェース装置内の対応するソケットにおいて受けられるよう適合されるプラグ内に配設され得る。前記電気的インタフェース及び前記熱的インタフェースが両方とも前記プラグに組み込まれるので、前記照明装置が、前記外部電源に接続されるときには、前記照明装置が、前記外部ヒートシンクにも接続されるであろうことが確実にされることができ、従って、過熱が効率的に防止され得る。

本発明の別の態様によれば、インタフェース装置であって、電源と、ヒートシンクと、前記インタフェース装置から分離されているときは、第１モードで動作し、前記インタフェース装置に接続されているときは、第２モードで動作するよう適合される照明装置であって、前記第１モードにおける第１最大輝度が、前記第２モードにおける第２最大輝度に比べて制限される照明装置に前記電源を電気的に接続するための電気的インタフェースと、前記照明装置に前記ヒートシンクを熱的に接続するための熱的インタフェースとを有するインタフェース装置が提供される。従って、前記インタフェース装置に前記照明装置が接続されるので、前記インタフェース装置は、前記照明装置に給電し、前記ヒートシンクを介して前記照明装置から周囲環境への向上した熱放散を供給し得る。

前記電気的インタフェース及び前記熱的インタフェースは、前記照明装置の対応するプラグを受けるよう適合されるソケット内に設けられ得る。前記電気的インタフェース及び前記熱的インタフェースが両方とも前記ソケットに組み込まれるので、前記照明装置が、前記外部電源に接続されるときには、前記照明装置が、前記外部ヒートシンクにも接続されるであろうことが確実にされることができ、従って、過熱が効率的に防止され得る。

前記電源は、好ましくは、例えば、前記インタフェース装置を壁コンセントに接続することによって、前記電源の電気エネルギを、幹線電源から受け取るよう適合され得る。

更に、本発明による照明装置は、有利なことには、電源と、ヒートシンクと、前記照明装置に前記電源を電気的に接続するための電気的インタフェースと、前記照明装置に前記ヒートシンクを熱的に接続するための熱的インタフェースとを有するインタフェース装置を更に有する照明システムに含まれ得る。

他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な開示、添付の従属請求項及び図面から明らかになるであろう。

本発明の、上記の及び付加的な、目的、特徴及び利点は、以下の、添付の図面に関する本発明の好ましい実施例の、説明的な、非限定的な詳細な記載を通してよりよく理解されるであろう。添付の図面においては、同様な要素には同じ参照符号が用いられている。

本発明の実施例による照明システムを概略的に図示する。 本発明の実施例による照明装置の回路を概略的に図示する。

図１は、本発明の実施例による照明システムを概略的に図示している。照明システム１００は、照明装置１０２と、ここでは充電器であるインタフェース装置１０４とを有する。

照明装置は、ここでは、ユーザが、照明装置を持ち上げ、所望の場所に配置することができるような寸法を持つ移動可能なランプである。従って、ユーザは、例えば、照明装置を充電器から取り出し、読書灯として前記ユーザの椅子の隣のテーブルに配置することができる。図示されている照明装置は、約80mmの直径及び約60mmの高さを持つ。しかしながら、当業者には分かるであろうように、照明装置の寸法は、様々であり得る。

照明装置１０２は、プリント回路基板上に配設される、ここでは発光ダイオード（ＬＥＤ）１０６である複数の発光装置１０６を有する。ＬＥＤの数は、用途に依存して様々であろうが、一般に、照明装置が充電器内に設けられる外部ヒートシンクに接続されるときに照明装置から放散され得る熱の量に基づいて選択される。ここでは、各々が約1Wの出力を持つ２０個のハイパワーＬＥＤが存在する。ＬＥＤ１０６に給電するために照明装置内に配設される１つ以上の充電可能なバッテリ（例えばNi-Cd電池）の形態の（図２に図示されている）内部電源２０８も存在する。しかしながら、超コンデンサのような、電気エネルギを貯蔵する他の手段も、用いられ得る。

図示されている例においては、照明装置の下部は、照明装置１０２を、充電器１０４内の対応するソケット１２２に接続することを可能にするプラグ１１０を形成する。プラグ１１０は、照明装置を、充電器内に設けられる外部電源２１０に電気的に接続するための電気的インタフェース１１２と、照明装置を、充電器内のヒートシンク１２１に熱的に接続するための熱的インタフェース１１４とを持つ。電気的インタフェースは、ここでは、照明装置の側部から半径方向に突出する３つの電気接点ピンの形態である。電気接点ピンは、銅又は他の導電性材料で作成され得る。また、各電気接点ピンは、プリント回路基板に電気的に接続され、従って、その上に配設されるＬＥＤ１０６に電気的に接続される。

熱的インタフェース１１４は、ここでは、照明装置の底面を形成する平らな銅板である。炭素、アルミニウム合金、熱伝導性プラスチック又はセラミックなどの、高い熱伝導率を持つ他の材料も、熱的インタフェースのために用いられ得る。平らな銅板は、例えば、プリント回路基板に設けられる一連の熱バイアによって、ＬＥＤと熱的に接触している。熱的インタフェース１１４の領域は、照明装置から充電器内の外部ヒートシンク１２１に十分な熱を放散することを可能にするよう設計される。図示されている例においては、熱的インタフェースは、本質的に、照明装置の底面全体を構成する。

図１に図示されている充電器１０４は、プラスチックのハウジング１２０と、（一般にアルミニウムで作成される）ヒートシンク１２１と、充電器を幹線電源に接続するためのメインプラグ１２３とを有する。充電器に設けられるソケット１２２は、照明装置のプラグ１１０を受けるよう適合される。充電器の熱的インタフェース１２６は、ここでは、ソケット１２２を通してアクセス可能であるヒートシンク１２１の平らな上面である。更に、ソケット１２２は、照明装置の電気接点ピン１１２を受けるよう適合される３つのＬ形凹部１２８を具備するプラスチックのリング１２９を有する。充電器内の電気的インタフェース１２４は、ここでは、プラスチックのリング１２９内に配設される３つの接点板１２４を用いて設けられる。接点板１２４は、銅又は何らかの他の導電性材料で作成され、メインプラグ１２３に電気的に接続される。従って、照明装置は、電気接点ピン１１２をＬ形凹部１２６に差し込み、照明装置を反時計回りに回転させながら押し下げることによって、充電器に接続され得る。この構成により、各電気接点ピン１１２は、充電器内のその対応する接点板１２４と電気的に接触するだけでなく、電気接点ピンは、照明装置１０２を充電器１０４に機械的に接続し、照明装置の熱的インタフェース１１４をヒートシンク１２６の上面に押し付け、それによって、伝熱の向上を可能にする。

図２は、照明装置の回路を概略的に図示している。ここでは、ＬＥＤ１０６は、ＬＥＤが内部電源２０８を介して給電される第１位置Ａと、ＬＥＤ１０６が（ここでは充電器１０４を介して供給される幹線電源である）外部電源２１０を介して給電される第２位置Ｂとの間で切り替えるよう構成される選択装置２０２に接続される。制御ユニット２０４、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）は、ここでは、選択装置を自動的に制御するよう構成される。しかしながら、照明装置は充電器内に配設されるので、選択装置は、押し込まれる機械的スイッチによっても動作され得る。幹線電源からの電気を、照明装置のために用いるのに安全である電圧に変換するための電圧変換器２０６も存在する。前記回路は、照明装置１０２が充電器１０４に接続されるときに幹線電源を介して内部電源２０８を充電することも可能にする。

ここでは、全ての駆動電子回路が照明装置に配設されているが、ＬＥＤに内部電源を介して給電するための第１駆動回路を照明装置１０２内に設け、ＬＥＤに外部電源を介して給電するための第２駆動回路を充電器１０４内に設けることも可能である。

照明装置１０２は、充電器１０４から分離されているときに第１最大輝度を持つ第１モード、及び照明装置が充電器１０４に接続されているときに第２最大輝度を持つ第２モードで動作され得る。第１輝度は、ここでは、主に、内部電源の限られた容量により、第２輝度に対して制限される。制限された最大輝度は、照明装置が充電器から分離されているときには、ＬＥＤをより低い電力で動作させることによって、且つ／又はＬＥＤの一部しか起動させないことによって、達成され得る。

動作中、照明装置１０２が、ユーザによってオンに切り替えられるとき、制御ユニット２０４は、照明装置が充電器に接続されているか否かを決定する。これは、照明装置の電気接点ピン１１２に印加される電圧があるかどうかを検出することによって行われ得る。しかしながら、照明装置は充電器内に配設されるので、押し込まれる機械的スイッチによっても検出され得る。

電気接点ピンに印加される電圧がない場合には、これは、照明装置１０２が、充電器１０４から分離されていることを意味し、従って、制御ユニット２０４は、選択装置２０２を位置Ａに設定する。その結果、ＬＥＤ２０２は、内部電源２０８によって給電され、照明装置は、第１最大輝度を持つ第１モードで動作される。

他方、制御ユニットが、電気接点ピン１１２に印加される電圧を検出する場合には、これは、照明装置１０２が、充電器１０４に接続されていることを意味し、従って、制御ユニット２０４は、選択装置２０２を位置Ｂに設定する。
その結果、ＬＥＤ１０６は、幹線電源を介して給電され、照明装置は、第２最大輝度を持つ第２モードで動作される。更に、この場合には、照明装置１０２は、充電器１０４内に設けられる外部ヒートシンク１２１に接続されるので、ＬＥＤ接合部に生じる熱は、熱的インタフェース１１４、１２６を介して、照明装置から充電器内のヒートシンク１２１へ伝達されるであろう。従って、照明装置によって生じる熱は、ヒートシンク１２１を介して周囲環境に放散され得る。

第１最大輝度は、一般に、内部電源２０８の容量に基づいて設計される。なぜなら、これが、通常、照明装置が充電器から分離されているときの主な制約であるからである。一般的な民生用アプリケーションにおいては、照明装置に利用可能な電力は、一般に、適切なバッテリ寿命を持つよう約5Wに制限される。従って、制御ユニットは、２０個のＬＥＤの全てを、ＬＥＤ１個当たり0.25Wの最大電力で動作させることによって、第１最大輝度を制限し得る。他の例においては、制御ユニットは、２０個のＬＥＤのうちの５個を、フルパワー（即ち、ＬＥＤ１個当たり1W）で起動させ得る。

照明装置内のＬＥＤの総数は、一般に、照明装置が充電器に接続されているときの条件に基づいて選択されていることから、第２最大輝度に対しては如何なる制限も必要なく、従って、２０個のハイパワーＬＥＤの全てが、フルパワー（即ち、1W）で動作され得る。

上記では、主に、少数の実施例に関して、本発明を説明している。しかしながら、当業者には容易に理解されるであろうように、上記で開示されている実施例以外の実施も、添付の請求項によって規定されているような本発明の範囲内で同様に可能である。例えば、外部電源及び外部ヒートシンクは、充電器の一部として記載されているが、外部電源及び外部ヒートシンクは、別々に設けられてもよい。更に、照明装置のプラグ及び充電器内のソケットの設計は、様々であり得る。例えば、照明装置の底面から突出する２つの電気接点ピンであって、プラグが壁コンセントに挿入される方法と同様に、ソケットの底部に設けられる２つの穴に挿入され得る２つの電気接点ピンが、存在し得る。また、熱的インタフェースは、平らな面には限定されず、照明装置の熱的インタフェースの形状が、充電器の熱的インタフェースの形状に対して、これらのインタフェース間の接触を可能にするよう相補的である限り、他の形状もとり得る。照明装置からヒートシンクへの伝熱を更に向上させるために、照明装置の熱的インタフェースと、充電器の熱的インタフェースとの間に配設される熱的インタフェース材料を利用することも可能であり得る。更に、ここでは、電気的インタフェースは、直接的な電気的接触に基づいているが、電磁誘導を介して電気エネルギを伝達する電気的インタフェースを利用することも可能である。第１最大輝度が、内部電源の容量によってではなく、ＬＥＤによって生じる熱によって制限されるであろう場合には、照明装置内に付加的なヒートシンクを配設することも可能である。

Claims (8)

1. 照明装置であり、
   少なくとも１つの発光装置と、
   内部電源と、
   前記照明装置を外部電源に電気的に接続するための電気的インタフェースと、
   前記照明装置を外部ヒートシンクに熱的に接続するための熱的インタフェースと、
   前記外部電源及び前記外部ヒートシンクのうちの少なくとも１つから分離されているときは、前記少なくとも１つの発光装置が前記内部電源によって給電される第１モードで、前記照明装置を動作させ、前記照明装置が前記外部電源及び前記外部ヒートシンクに接続されているときは、前記少なくとも１つの発光装置が前記外部電源によって給電される第２モードで、前記照明装置を動作させるための回路とを有する照明装置であって、前記照明装置の前記第１モードにおける最大輝度が、前記照明装置の前記第２モードにおける最大輝度に比べて制限される照明装置。
2. 前記第１モードと前記第２モードとの間で切り替えるために選択装置が配設される請求項１に記載の照明装置。
3. 前記照明装置が前記第２モードで動作されるときには、前記照明装置が前記第１モードで動作されるときより高い電力で、前記少なくとも１つの発光装置が動作されるように、前記回路が構成される請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 複数の発光装置を有し、前記照明装置が前記第２モードで動作されるときには、前記照明装置が前記第１モードで動作されるときより多くの発光装置が起動されるように、前記回路が構成される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記回路が、前記照明装置が前記外部電源に電気的に接続されているときに前記内部電源の充電を可能にするよう構成される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記電気的インタフェースが、直接的な電気的接触を介して電気エネルギを伝達するよう構成される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記電気的インタフェース及び前記熱的インタフェースが、プラグ内に設けられる請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 照明装置と、インタフェース装置とを有する照明システムであって、
   前記照明装置が、
   少なくとも１つの発光装置と、
   内部電源と、
   前記照明装置を外部電源に電気的に接続するための電気的インタフェースと、
   前記照明装置を外部ヒートシンクに熱的に接続するための熱的インタフェースと、
   前記外部電源及び前記外部ヒートシンクのうちの少なくとも１つから分離されているときは、前記少なくとも１つの発光装置が前記内部電源によって給電される第１モードで、前記照明装置を動作させ、前記照明装置が前記外部電源及び前記外部ヒートシンクに接続されているときは、前記少なくとも１つの発光装置が前記外部電源によって給電される第２モードで、前記照明装置を動作させるための回路とを有し、前記照明装置の前記第１モードにおける最大輝度が、前記照明装置の前記第２モードにおける最大輝度に比べて制限され、
   前記インタフェース装置が、
   前記外部電源と、
   前記外部ヒートシンクと、
   前記照明装置に前記外部電源を電気的に接続するための他の電気的インタフェースと、
   前記照明装置に前記外部ヒートシンクを熱的に接続するための他の熱的インタフェースとを有する照明システム。

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