本発明に係る照明装置の実施形態について、図1から図6を参照して説明する。
図1および図2は、本発明の実施形態に係る照明装置を左斜め前上方から見た斜視図である。
図3は、本発明の実施形態に係る照明装置の平面図である。
図4は、本発明の実施形態に係る照明装置の背面図である。
本実施形態に係る照明装置1は、眼鏡のように使用者の耳に掛けて使用される。照明装置1は、例えば人の目、耳、鼻のような比較的に狭く、限定的な範囲を照らす用途に用いられる。
なお、本実施形態における照明装置1の前後上下左右の表現は、使用者が照明装置1を装着した状態を基準にする。
図1から図4に示すように、本実施形態に係る照明装置1は、使用者(図示省略)の頭部前方、より具体的には眉間または額の前方を経て両耳(図示省略)に掛けることが可能なフレーム2と、フレーム2に設けられる電源部5と、フレーム2に起臥可能に設けられて起立状態(図2)で消灯し、臥位状態(図1)で点灯して使用者の視野を照らす光源部6と、を備えている。
また、本実施形態に係る照明装置1は、光源部6をフレーム2に起臥可能に支持するアーム部7を備えている。
さらに、本実施形態に係る照明装置1は、アーム部7に設けられる磁石11と、フレーム2に設けられて光源部6が起立位置に配置されると磁石11の磁気を検出する磁気検出器12と、磁気検出器12が磁石11の磁気を検出すると電源部5から光源部6に繋がる給電路を開いて光源部6を消灯させ、磁気検出器12が磁石11の磁気を非検出すると電源部5から光源部6に繋がる給電路13を閉じて光源部6を点灯させる光源制御部15と、を備えている。
フレーム2は、平面視でU字状に延びている。フレーム2の中央部の内側には、鼻パッド17が設けられている。使用者は、眼鏡のようにフレーム2を両耳に掛け、鼻パッド17を鼻筋に宛がって照明装置1を装着することができる。フレーム2は、U字を開く方向(後端部2a、2bを離間させる方向)に撓ませて広げることができる。使用者は、頭部の大きさに応じてフレーム2を広げて照明装置1を装着する。
フレーム2は、U字状の主フレーム21と、主フレーム21に設けられるU字状のケーシング22と、を備えている。
主フレーム21は、例えばチタン合金製のU字状の板体である。主フレーム21は、ケーシング22の外周側に沿ってフレーム2の一方の後端部2aから他方の後端部2bに達している。
ケーシング22は、ABS樹脂やポリプロピレンの成形品である。ケーシング22は、中空構造であって、光源制御部15や給電路13を収容している。
主フレーム21およびケーシング22は、使用者の前頭部(図示省略)から側頭部(図示省略)に至る途中部分に隙間23を隔てている。この隙間23は、ケーシング22側に設けられる凹部25とU字状に滑らかに延びる主フレーム21とを隔てている。
主フレーム21には、ねじ穴(図示省略)を有するボス(図示省略)が設けられている。主フレーム21は、ケーシング22内側からねじ穴に締め付けられる複数のネジ(図示省略)によってケーシング22に固定されている。ネジは、主フレーム21とケーシング22との隙間23を避けて配置されている。
ケーシング22は、使用者のそれぞれの耳に掛かる一対の後端部2a、2bを有している。後端部2a、2bは、左右方向(幅方向)に狭く、上下方向に広い扁平な角丸直方体形状に膨らんでいる。後端部2a、2bは、フレーム2の上下に膨出し、下側により大きく膨出している。フレーム2は、これら後端部2a、2bの下方に膨出する部分が使用者の耳輪に深く引っ掛かることによって、掛け心地を向上させている。
後端部2a、2bのいずれか一方、例えば右側の後端部2aには、光源部6の明るさを変更するための設定スイッチ31が設けられている。設定スイッチ31は、後端部2aの天面に配置されている。使用者は、照明装置1を掛けたまま、手指で設定スイッチ31を押し下し操作することによって光源部6の明るさを調整できる。後端部2aには、光源制御部15が収容されている。
また、後端部2a、2bのいずれか他方、例えば左側の後端部2bは、電源部5を着脱自在に装着可能な電源装着部として機能する。
ケーシング22は、中央部の内側に鼻パッド17を支える鼻パッド基部32を備えている。鼻パッド基部32は、ケーシング22に一体成形されている。鼻パッド基部32は、フレーム2の中央部から下方へ垂れ下がるように突出している。
鼻パッド基部32の内側には、鼻パッド17を上下方向へ移動可能に支持するスライダ機構33が設けられている。鼻パッド17は、スライダ機構33を介して鼻パッド基部32に支えられている。
スライダ機構33は、鼻パッド基部32に設けられる溝部35と、溝部35に嵌め込まれ、かつ鼻パッド17に一体のスライダ36と、を備えている。
溝部35の対向する一対の壁面には、複数の爪が設けられている。
スライダ36は、U字またはアーチ状に曲がり、一対の腕部(あるいは脚部)を有している。スライダ36は、溝部35の対向する壁面に一対の腕部を突っ張るようにして、溝部35に嵌め込まれている。スライダ36は、一対の腕部の開きを狭めるよう弾性変形できる。スライダ36の一対の腕部には、溝部35の爪に引っ掛かる爪が設けられている。スライダ36の一対の腕部には、鼻パッド17が連結されている。
使用者が鼻パッド17を左右から圧迫することによって、スライダ36は、一対の腕部の間隔が狭まり、腕部の爪が溝部35の爪から離脱して溝部35内を上下方向へ移動可能になる。スライダ36の爪を引っ掛かる溝部35の爪位置が変わることによって、スライダ機構33は、鼻パッド17の上下位置を段階的に変える。
アーム部7は、フレーム2の中央部の外側に設けられている。具体的には、アーム部7は、鼻パッド基部32の外側に設けられている。アーム部7は、光源部6を俯仰可能に支持している。
アーム部7は、光源部6の点灯および消灯に係る第一ヒンジ41と、光源部6の光軸の俯仰方向を調整可能な第二ヒンジ42と、を備えている。
また、アーム部7は、第二ヒンジ42と協働して光源部6の光軸の上下位置および俯仰方向を調整可能な第三ヒンジ43を備えている。
これら第一ヒンジ41、第二ヒンジ42、および第三ヒンジ43のヒンジ中心は、相互に平行に配置されている。
第一ヒンジ41は、第二ヒンジ42よりも小さい力で折り曲げることができる。また、第一ヒンジ41は、第三ヒンジ43よりも小さい力で折り曲げることができる。
第一ヒンジ41には、光源部6の起立位置および臥位位置でクリック感を生じさせて光源部6を固定するクリック機構45が設けられている。
第二ヒンジ42および第三ヒンジ43は、折り曲げ角度を無段階に調整することができる。第二ヒンジ42または第三ヒンジ43のみの1軸では、光源部6の光軸を俯仰させることしかできないが、第二ヒンジ42および第三ヒンジ43の2軸を活用することによって、光源部6の高さ位置調整(使用者の目に対する上下方向の位置関係)、およびその高さにおける俯仰方向の調整が可能になる。
アーム部7は、第一ヒンジ41、第二ヒンジ42、および第三ヒンジ43を有する多関節アームであるが、光源部6の点灯および消灯に係る起臥動作は、もっぱら第一ヒンジ41まわりに行われる。光源部6の光軸調整は、もっぱら第二ヒンジ42、および第三ヒンジ43まわりに行われる。
ここで仮に、光源部6の点灯および消灯に係る起臥動作を担うヒンジと、光源部6の光軸調整を担うヒンジとが同一のヒンジだった場合、使用者は、光源部6の点灯および消灯に係る起臥動作の都度、光源部6の光軸を調整しなくてはならず、極めて煩わしい。
そこで、本実施形態に係る照明装置1は、第二ヒンジ42および第三ヒンジ43によって光源部6の光軸調整を一旦済ませてしまえば、光軸調整後は、光源部6を第一ヒンジ41まわりに倒すだけで、光源部6を点灯させ、かつ調整済みの方向に光源部6の光軸を指向させることができる。
光源部6は、光源に例えばLEDを備えている。光源部6には、光源が照射する光の焦点距離を変更し、照射範囲を調整するための焦点距離可変機構(図示省略)を備えている。焦点距離可変機構は、レンズ47を光軸方向に移動させることで焦点距離を変化させる。
なお、光源部6の臥位状態とは、光源部6の光軸が使用者の視線に沿うよう正面を指向する状態(図1)を言う。また、光源部6の起立状体とは、光源部6の光軸が使用者の視線を離れ、使用者が照明装置1を装着している場合には光源部6が使用者の額の前方へ配置され、退避している状態(図2)を言う。
磁石11は、アーム部7に設けられ、第一ヒンジ41と第二ヒンジ42との間に配置されている。
磁気検出器12は、光源部6を起立させると磁石11の磁力を検出可能な位置、具体的にはフレーム2の中央部に設けられている。
磁石11は、光源部6の起臥にともなって光源部6とともに移動する。磁石11は、光源部6を起立させると磁気検出器12に近接して磁気が検出されるよう配置されている。
磁石11は、光源部6を起立させた際に、その磁気を磁気検出器12が検出可能な何れの箇所に設けられていても良い。磁石11は、例えばアーム部7の他に光源部6に設けられていても良い。ただし、使用者毎に光源部6の光軸調整位置が異なることが予想されるため、光源部6の起立位置は、必ずしも一意に定まらない。他方、アーム部7は、第一ヒンジ41のクリック機構45によって起立位置が定まっているので、光源部6の起立にともなう移動箇所を一意に特定できる。したがって、アーム部7に磁石11を設けておくことが好ましい。
電源部5は、二次電池51、例えばリチウムイオン電池と、非接触給電用の受電側コイル52と、フレーム2のケーシング22に組み合わさるハウジング53と、を備えている。
また、電源部5は、フレーム2のケーシング22に着脱可能に装着されている。このため、電源部5およびフレーム2には二次電池51と光源部6との給電路を接続する電源端子55が設けられている。
電源部5は、フレーム2のケーシング22にハウジング53を組み合わせて一体化することによってフレームに装着される。このため、ケーシング22およびハウジング53には、溝と爪のように凹凸を嵌め合わせる固定機構(図示省略)が設けられている。
図5は、本発明の実施形態に係る照明装置とその充電台を左斜め前上方から見た斜視図である。
図5に示すように、本実施形態に係る照明装置1は、充電台61、いわゆるホルダに仕舞っておくことができる。
充電台61は、電磁誘導方式の非接触給電(非接触電力伝送、ワイヤレス電力伝送、ワイヤレス給電)で照明装置1に装着された電源部5の二次電池51、および予備用の電源部5の二次電池51を充電する。
充電台61は、照明装置1のフレーム2の中央部を支える前支柱62と、フレーム2の後端部2a、2bを支える後部支持台63と、照明装置1のフレーム2同様にアーチ状に延びて前支柱62と後部支持台63とを繋ぐ脚部65と、を備えている。
なお、図5および図6は、照明装置1の光源部6をフレーム2の内側へ倒し込んだ収納形態を図示している。この収納形態は、出荷時の梱包形態や、長期収納のために光源部6を畳んだ形態である。
充電台61は、日々の使用局面では、アーム部7の第二ヒンジ42および第三ヒンジ43を光軸調整済みの角度に維持したまま、第一ヒンジ41まわりに光源部6を起立させた状態で照明装置1を仕舞っておくこともできる。
前支柱62は、照明装置1の鼻パッド基部32を避け、鼻パッド基部32の左右両側方でフレーム2を下方から支えている。
脚部65は、フレーム2よりも太く、平面視において充電台61に納まった照明装置1のフレーム2よりも外側に稜線を有している。脚部65は、充電台61を壁際に寄せて配置した際に、フレーム2に先んじて壁に接触し、フレーム2が壁に接触することを防ぐ。
後部支持台63は、平面視において角丸逆三角形状を有し、脚部65同様にフレーム2の外側に拡がっている。
後部支持台63の正面側の辺部は、照明装置1の光源部6をフレーム2の内側へ倒し込んだ収納形態であっても、光源部6に干渉しないよう配置されている。
後部支持台63の側面側の辺部は、フレーム2の後端部2a、2bに沿うように配置されている。
後部支持台63は、フレーム2の後端部2a、2bのそれぞれを納める凹部67a、67bを有している。凹部67a、67bは、フレーム2に撓みのない中立な状態で後端部2a、2bを差し込むことが可能な位置に配置されている。
左側の凹部67aには、照明装置1に装着されたまま電源部5の受電側コイル52へ送電する第一非接触給電部71が設けられている。第一非接触給電部71は、後部支持台63内に収容されている。後部支持台63の天面かつ凹部67aの近傍には、照明装置1に装着された二次電池51の充電状態を報知する第一報知部72が設けられている。
第一報知部72は、例えば点灯、点滅、点灯色、および点滅色などで二次電池51の充電状態を報知する光源である。第一報知部72は、例えば橙色に点灯したり、点滅したりすることで二次電池51を充電していることを報知する。また、第一報知部72は、例えば緑色に点灯することで二次電池51が満充電されたことを報知する。
後部支持台63の正面側の辺部と左右の凹部67a、67bとで囲まれる領域には、照明装置1から取り外された電源部5を単独で充電可能な充電部75が設けられている。後部支持台63には、充電部75に載置された電源部5の受電側コイル52へ送電する第二非接触給電部76が設けられている。第二非接触給電部76は、後部支持台63内に収容されている。充電部75に載置された電源部5は、いわゆる予備バッテリとして照明装置1に装着された電源部5と交換することができる。
後部支持台63の天面かつ充電部75の近傍には、充電部75に載置された二次電池51の充電状態を報知する第二報知部77が設けられている。
第二報知部77は、例えば点灯、点滅、点灯色、および点滅色などで二次電池51の充電状態を報知する光源である。第二報知部77は、例えば橙色に点灯したり、点滅したりすることで二次電池51を充電していることを報知する。また、第二報知部77は、例えば緑色に点灯することで二次電池51が満充電されたことを報知する。
図6は、本発明の実施形態に係る照明装置、およびその充電台の機能ブロック図である。
図1から図5に加えて図6に示すように、本実施形態に係る照明装置1は、電源部5と、磁気検出器12と、光源制御部15と、光源部6と、これらを電気的に接続する給電路13と、を備えている。
電源部5は、二次電池51、および受電側コイル52の他に、受電側コイル52から二次電池51への充電、および二次電池51から光源部6への放電を制御する充放電制御部81を備えている。充放電制御部81は、充放電を切り換えるスイッチング素子(図示省略)と、スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータ(図示省略)と、が実装された充放電制御用回路基板である。
磁気検出器12は、ホール素子83が実装された磁気検出用回路板である。ホール素子83は、光源部6またはアーム部7に設けられる磁石11の磁気を検出し、検出結果を光源制御部15へ出力する。
なお、磁気検出用回路板は、電源部5と光源制御部15とを電気的に接続する給電路13aを中継し、また、光源制御部15と光源部6とを電気的に接続する給電路13bを中継している。
光源制御部15は、電源部5と光源部6との間に配置されるDC/DCコンバータ82と、電源部5と光源部6とを電気的に接続する給電路13aを開閉するスイッチング素子85と、電源部5と光源部6とを電気的に接続する給電路13aを開閉するスイッチング素子85と、光源部6の明るさ調整を行うマイクロコンピュータ86と、光源部6へ電力供給を安定させる定電流回路87と、が実装された制御用回路板である。
マイクロコンピュータ86は、スイッチング素子85、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)をスイッチング制御することによって光源部6を点灯させたり、消灯させたり、点灯時の明るさを調整したりする。
光源部6は、光源、例えばLED88が実装された光源用回路板である。
充電台61は、第一非接触給電部71と、第二非接触給電部76と、第一非接触給電部71、および第二非接触給電部76に直流電力を分配する電源分配部91と、を備えている。
第一非接触給電部71は、非接触給電用の送電側コイル92と、第一報知部72としての光源、例えばLEDと、送電側コイル92から受電側コイル52への送電を制御する第一送電制御部95と、を備えている。
第二非接触給電部76は、非接触給電用の送電側コイル93と、第二報知部77としての光源、例えばLEDと、送電側コイル93から受電側コイル52への送電を制御する第二送電制御部96と、を備えている。
電源分配部91には、商用交流電源に接続可能であり、商用交流電源Eを直流電源に変換して電源分配部91に給電するACアダプタ97が接続されている。
一般に医療用のヘッドライトは、手元範囲を照らす外科用のものであったり、口腔内を照らす歯科用のものであったりする。これら外科用や歯科用のヘッドライトは、頭部に巻き付けるヘッドバンドと、ヘッドバンドに設けられる光源と、を備えている。また、コードレスタイプのヘッドライトは、光源の出力に応じる大型の電源部を必要とする。
他方、医療分野であっても、耳鼻科や眼科で耳の孔の中(外耳道)や眼球を照らす用途では、従来の医療用のヘッドライトほどの性能は必要ない。
そこで、本実施形態に係る照明装置1は、耳に掛ける眼鏡フレーム状のフレーム2と、フレーム2に設けられる電源部5と、起立状態で消灯し、臥位状態で点灯して使用者の視野を照らす光源部6と、を備えているため、従来の医療用ヘッドライトに比べて明るさの小さい光源部6の点灯に足りる電源出力を有して、人の目、耳、鼻のような比較的に狭い、限定的な範囲を照らす用途に十分であり、かつ照明を入り切りする利用状況において煩雑な操作を必要とせず、電源部5を起臥させることで軽快に利用することができる。
また、本実施形態に係る照明装置1は、第二ヒンジ42よりも小さい力で折り曲げ可能な第一ヒンジ41を有するアーム部7を備えているため、第二ヒンジ42で光源部6の光軸を調整し、この光軸調整後の状態を保ったまま第一ヒンジ41で光源部6を起臥させ、点灯または消灯させることができる。照明装置1は、光源部6を手指で掴み、あるいは摘まんで起臥させることで、第一ヒンジ41まわりに光源部6を起臥させて照明を点灯または消灯させることが可能である。このとき、折り曲げるために第一ヒンジ41よりも大きい力が必要な第二ヒンジ42および第二ヒンジ42は、光軸調整後の状態を保ち続ける、つまりヒンジの角度を保ち続ける。
さらに、本実施形態に係る照明装置1は、第三ヒンジ43よりも小さい力で折り曲げ可能な第一ヒンジ41を備えているため、光源部6の光軸の俯仰に加えて上下位置を調整することができる。
さらにまた、本実施形態に係る照明装置1は、第二ヒンジ42および第三ヒンジ43の折り曲げ角度が無段階に調整できるため、光源部6の光軸調整の自由度が高く、使用者の利便性を高めることができる。
また、本実施形態に係る照明装置1は、光源部6の起立位置および臥位位置でクリック感を生じさせて光源部6を固定するクリック機構45を備えているため、光源部6の起臥操作の確実性と軽快性を高め、かつそれぞれの状態における光源部6の保持性を高めることができる。
さらに、本実施形態に係る照明装置1は、磁石11と磁気検出器12とを組み合わせて光源部6の起臥状態の切り替わりを検出するため、簡易な構造で光源部6の起臥操作と、点灯と消灯とを連動させることができる。
さらにまた、本実施形態に係る照明装置1は、第一ヒンジ41と第二ヒンジ42との間に磁石11が配置されているため、光源部6の起臥にともなうアーム部7の折れ曲がりを確実に検出して光源部6の起臥操作と、点灯と消灯とを連動させることができる。
また、本実施形態に係る照明装置1は、フレーム2の後端部2a、2bのそれぞれに電源部5および光源制御部15を設けているため、フレーム2の中央部に配置される光源部6、電源部5、および光源制御部15をフレーム2に分散して配置し、装置全体での重量バランスを取って掛け心地を向上できる。
さらに、本実施形態に係る照明装置1は、主フレーム21およびケーシング22との間であって使用者の前頭部から側頭部に至る途中部分に隙間を隔てているため、頭部に応じてU字のフレーム2を広げる際に、主フレーム21とケーシング22との間に生じる撓み量の違いを緩衝し、フレーム2の柔性を高めることができる。
したがって、本実施形態に係る照明装置1によれば、人の目、耳、鼻のような比較的に狭い、限定的な範囲を照らす用途に十分であって、照明を入り切りする利用状況において煩雑な操作を必要とせず、軽快に利用することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。