JP6839803B2 - lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤレスで送電を行う照明器具に関する。 The present invention relates to a luminaire that transmits power wirelessly.
従来、ワイヤレスで送電を行う照明器具が知られている(例えば、特許文献1)。この種の照明器具は、電源に接続された一次コイルと、一次コイルからワイヤレスで送電される二次コイルと、二次コイルに接続された光源とを備える。これにより、電源と光源との間において、ワイヤレスで送電できる。 Conventionally, a lighting fixture that transmits electric power wirelessly is known (for example, Patent Document 1). This type of luminaire includes a primary coil connected to a power source, a secondary coil that is wirelessly transmitted from the primary coil, and a light source connected to the secondary coil. As a result, power can be transmitted wirelessly between the power source and the light source.
しかしながら、特許文献1に開示された照明器具では、一次コイルと二次コイルとの間において、誘導電力転送によって送電しているため、一次コイルと二次コイルとの間の距離が大きくなるにしたがって、一次コイルから二次コイルへの送電効率が急激に低下する。このため、光源に効率よく送電するためには、二次コイルを一次コイルの近傍に配置する必要がある。 However, in the lighting equipment disclosed in Patent Document 1, since power is transmitted between the primary coil and the secondary coil by inductive power transfer, as the distance between the primary coil and the secondary coil increases, the distance between the primary coil and the secondary coil increases. , The power transmission efficiency from the primary coil to the secondary coil drops sharply. Therefore, in order to efficiently transmit power to the light source, it is necessary to arrange the secondary coil in the vicinity of the primary coil.
そこで、本発明は、給電装置と、光源を有する受電装置との間においてワイヤレスで送電する照明器具であって、送電効率の低下を抑制しつつ、給電装置と受電装置との間の距離を拡大できる照明器具を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a lighting fixture that wirelessly transmits power between a power feeding device and a power receiving device having a light source, and increases the distance between the power feeding device and the power receiving device while suppressing a decrease in power transmission efficiency. The purpose is to provide a lighting fixture that can be used.
上記目的を達成するために、本発明に係る照明器具の一態様は、高周波電源、及び、当該高周波電源に接続される送電用コイルを有する給電装置と、中継用コイル、及び、当該中継用コイルに接続されるコンデンサ要素を有し、前記送電用コイルと前記中継用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から送電される中継共振器と、受電用コイル、及び、当該受電用コイルに接続される光源を有し、前記中継用コイルと前記受電用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から前記中継共振器を介して受電する受電装置とを備える。 In order to achieve the above object, one aspect of the lighting equipment according to the present invention is a power supply device having a high frequency power supply and a transmission coil connected to the high frequency power supply, a relay coil, and the relay coil. It has a capacitor element connected to the relay resonator, which is transmitted from the power feeding device by using the magnetic field resonance between the power transmission coil and the relay coil, and is connected to the power receiving coil and the power receiving coil. It has a light source to be used, and includes a power receiving device that receives power from the power feeding device via the relay resonator using magnetic field resonance between the relay coil and the power receiving coil.
本発明の一態様によれば、給電装置と、光源を有する受電装置との間においてワイヤレスで送電する照明器具であって、送電効率の低下を抑制しつつ、給電装置と受電装置との間の距離を拡大できる照明器具を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is a lighting fixture that wirelessly transmits power between a power feeding device and a power receiving device having a light source, and is between the power feeding device and the power receiving device while suppressing a decrease in power transmission efficiency. We can provide lighting equipment that can increase the distance.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions of the components, connection forms, etc. shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention will be described as arbitrary components.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 It should be noted that each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, the same reference numerals are given to substantially the same configurations, and duplicate description will be omitted or simplified.
(実施の形態1)
[1−1.全体構成]
まず、実施の形態に係る照明器具10の全体構成について、図面を用いて説明する。
(Embodiment 1)
[1-1. overall structure]
First, the overall configuration of the
図1は、本実施の形態に係る照明器具10の回路構成を示す概略回路図である。図2は、本実施の形態に係る照明器具10の概略構造を示す模式的な断面図である。図2においては、照明器具10が設置される造営材90も併せて示されている。なお、図2においては、簡略化のため、照明器具10の回路の一部だけが示されている。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a circuit configuration of the
図1に示されるように、照明器具10は、給電装置20と、中継共振器40と、受電装置60とを備える。また、図2に示されるように、照明器具10は、さらに、笠部50と、発光部70と、カバー72と、第一保持部材31と、第二保持部材32と、間隔調整器25とを備える。以下、照明器具10の各構成要素について説明する。
As shown in FIG. 1, the
[1−1−1.給電装置]
給電装置20は、中継共振器40を介して受電装置60にワイヤレスで送電する装置であり、図1に示されるように、高周波電源21と、送電用コイル23と、コンデンサ要素22とを有する。
[1-1-1. Power supply device]
The
高周波電源21は、送電用コイル23に高周波電圧を印加する電源である。高周波電源21は、例えばインバータ回路などで実現される。高周波電源21が出力する高周波電圧の周波数は、送電用コイル23などの特性に応じて適宜設定される。当該高周波電圧の周波数は、例えば100kHz以上、10MHz以下程度である。
The high
送電用コイル23は、高周波電源21に接続されるループコイルである。送電用コイル23のインダクタンスなどの特性は、高周波電源21から出力される電圧の周波数などに基づいて適宜設定される。図2に示されるように、送電用コイル23は、例えば、天井板などの造営材90に配置される。なお、図2においては省略されているが、給電装置20の送電用コイル23以外の構成要素も造営材90に配置されてもよい。
The
コンデンサ要素22は、送電用コイル23に接続される容量要素である。コンデンサ要素22は、送電用コイル23と共に共振回路を形成する。コンデンサ要素22の容量は、送電用コイル23と形成する共振回路の共振周波数が、高周波電源21から出力される電圧の周波数と同程度となるように設定される。
The
[1−1−2.中継共振器]
中継共振器40は、給電装置20と受電装置60との間における送電を中継する回路である。中継共振器40は、中継用コイル43、及び、中継用コイル43に接続されるコンデンサ要素42を有し、送電用コイル23と中継用コイル43との磁界共鳴を用いて給電装置20から送電される。ここで、磁界共鳴とは、ほぼ同一の共振周波数を有する二つの共振回路間において、一方の共振回路における共振に伴って発生した磁場の振動が、他方の共振回路に伝わる現象をいう。磁界共鳴を用いることで、誘導電力転送を用いる場合より、遠距離まで高い効率で電力を伝送できる。
[1-1-2. Relay resonator]
The
中継用コイル43は、コンデンサ要素42とともに共振回路を形成するループコイルである。中継用コイル43のインダクタンスなどの特性は、高周波電源21から出力される電圧の周波数などに基づいて適宜設定される。また、中継用コイル43は、送電用コイル23に対して磁界共鳴する位置に配置される。例えば、中継用コイル43は、そのループ状部分の中心軸が、送電用コイル23のループ状部分の中心軸とほぼ一致するように配置される。また、中継用コイル43及び上述した送電用コイル23の各直径は特に限定されないが、中継用コイル43の直径は、送電用コイル23の直径より小さくてもよい。これにより、送電用コイル23に対して、中継用コイル43の位置がずれた場合における送電効率の低下を抑制できる。
The
コンデンサ要素42は、中継用コイル43に接続され、中継用コイル43と共に共振回路を形成する。コンデンサ要素42の容量は、中継用コイル43と形成する共振回路の共振周波数が、高周波電源21から出力される電圧の周波数と同程度となるように設定される。
The
[1−1−3.受電装置]
受電装置60は、中継共振器40を介して給電装置20からワイヤレスで受電する装置である。受電装置60は、受電用コイル63、及び、受電用コイル63に接続される光源68を有し、中継用コイル43と受電用コイル63との磁界共鳴を用いて給電装置20から中継共振器40を介して受電する。本実施の形態では、受電装置60は、さらに、整流回路66と、DC−DCコンバータ67とを有する。
[1-1-3. Power receiving device]
The
受電用コイル63は、コンデンサ要素62とともに共振回路を形成するループコイルである。受電用コイル63のインダクタンスなどの特性は、高周波電源21から出力される電圧の周波数などに基づいて適宜設定される。また、受電用コイル63は、中継用コイル43に対して磁界共鳴する位置に配置される。例えば、受電用コイル63は、そのループ状部分の中心軸が、中継用コイル43のループ状部分の中心軸とほぼ一致するように配置される。また、受電用コイル63の直径は、特に限定されないが、中継用コイル43の直径以下でもよい。これにより、中継用コイル43に対する受電用コイル63の位置がずれた場合における送電効率の低下を抑制できる。
The
コンデンサ要素62は、受電用コイル63に接続され、受電用コイル63と共に共振回路を形成する。コンデンサ要素62の容量は、受電用コイル63と形成する共振回路の共振周波数が、高周波電源21から出力される電圧の周波数と同程度となるように設定される。コンデンサ要素62、並びに、上述のコンデンサ要素22及び42は、例えば、チップコンデンサなどの素子であってもよいし、浮遊容量などであってもよい。
The
整流回路66は、受電用コイル63が受電した高周波電力を整流する回路である。整流回路は、例えば、ダイオードブリッジを備える。
The
DC−DCコンバータ67は、整流回路66から出力される直流電力の電圧を変換して出力する回路である。DC−DCコンバータ67は、光源68に適した電圧を出力する。
The DC-
光源68は、給電装置20から送電された電力を用いて照明光を出射する。本実施の形態では、光源68は、LED(Light Emitting Diode)を有する発光モジュールである。光源68は、例えば白色光を出射するように構成されている。
The
[1−1−4.笠部]
図2に示される笠部50は、給電装置20と受電装置60との間に配置され、中継共振器40が配置される部材である。本実施の形態では、笠部50の内部に中継共振器40が配置される。このように、中継共振器40が笠部50に覆われるため、中継共振器40を保護することができる。笠部50は、例えば、非金属かつ非磁性の材料で形成される。笠部50は、例えば、電気絶縁性の樹脂などで形成されてもよい。
[1-1-4. Kasabe]
The
図2に示されるように、笠部50は、照明器具10の設置状態において鉛直方向上側に位置し、鉛直方向下側に傾斜する傾斜面52を有する。本実施の形態では、笠部50は、円錐状の形状を有し、当該円錐の側面が傾斜面52に対応する。これにより、笠部50に何らかの異物が載っても、傾斜面52に沿って当該異物を落下させることができる。例えば、笠部50に金属片が載った状態では、高周波磁界によって金属片で渦電流が発生するため電力が失われる。また、金属片の渦電流に起因する発熱で笠部50が損傷し得る。本実施の形態では、笠部50が傾斜面52を有することにより、このような問題の発生を抑制できる。
As shown in FIG. 2, the
また、笠部50は、例えば、光源68から出射された照明光を下方に反射させる機能を有してもよい。例えば、笠部50を白色樹脂で形成することにより、笠部50において、照明光を反射させることができる。
Further, the
[1−1−5.発光部]
発光部70は、受電用コイル63及び光源68が配置される部材である。本実施形態では、発光部70は、受電用コイル63を収容する筐体である。なお、図2においては省略されているが、発光部70には、コンデンサ要素62、整流回路66及びDC−DCコンバータ67が配置されてもよい。また、本実施の形態では、発光部70の設置状態において鉛直方向下側に位置する面に、光源68が配置される。これにより、照明器具10から鉛直方向下方に照明光を出射できる。発光部70は、例えば、非金属かつ非磁性の材料で形成される。発光部70は、例えば、電気絶縁性の樹脂などで形成されてもよい。
[1-1-5. Light emitting part]
The
[1−1−6.カバー]
カバー72は、光源68を覆う部材である。本実施の形態では、カバー72は、発光部70に配置される。カバー72は、例えば、ガラス、樹脂などの透光性材料で形成される。また、カバー72は光拡散機能を有してもよい。
[1-1-6. cover]
The
[1−1−7.第一保持部材]
第一保持部材31は、中継共振器40を保持する部材である。これにより、中継共振器40を所望の位置に配置できる。本実施の形態では、第一保持部材31は、笠部50を介して中継共振器40を保持する糸状部材である。第一保持部材31の一端は給電装置20又はその周辺に固定され、他端は笠部50に固定される。これにより、中継共振器40は第一保持部材31によって吊り下げられる。したがって、中継共振器40を天井板などの造営材90に吊り下げることができる。なお、本実施の形態では、第一保持部材31の一端は、後述する間隔調整器25に固定される。
[1-1-7. First holding member]
The first holding
第一保持部材31は、例えば、非金属かつ非磁性の材料で形成される。また、第一保持部材31の少なくとも一部は透明又は透光性であってもよい。例えば、第一保持部材31として、テグスなどの透明又は透光性の材料を用いてもよい。これにより、第一保持部材31が目立たなくなる。また、照明器具10においては、給電装置20と中継共振器40との間に給電用の配線が存在しないため、中継共振器40があたかも空中に浮いているかのように見せることができる。このように特徴的な外観を有する照明器具10を実現できる。
The first holding
また、第一保持部材31は、伸縮自在であってもよい。これにより、中継共振器40の配置の自由度を向上させることができる。なお、第一保持部材31の長さの調整手段は特に限定されないが、本実施の形態では、後述する間隔調整器25によって調整される。
Further, the first holding
[1−1−8.第二保持部材]
第二保持部材32は、受電装置60を保持する部材である。これにより、受電装置60を所望の位置に配置できる。本実施の形態では、第二保持部材32は、発光部70を介して受電装置60を保持する糸状部材である。第二保持部材32の一端は中継共振器40に固定され、他端は発光部70に固定される。これにより、受電装置60は、発光部70を介して第二保持部材32によって吊り下げられる。したがって、受電装置60を天井板などの造営材90に吊り下げることができる。
[1-1-8. Second holding member]
The second holding
第二保持部材32は、第一保持部材31と同様の材料で形成される。また、第二保持部材32の少なくとも一部は透明又は透光性であってもよい。これにより、第二保持部材32においても、第一保持部材31と同様の効果を奏することができる。
The second holding
また、第二保持部材32は、第一保持部材と同様に、伸縮自在であってもよい。これにより、受電装置60の配置の自由度を向上させることができる。なお、第二保持部材32の長さの調整手段は特に限定されないが、本実施の形態では、後述する間隔調整器25と同様の調整手段によって調整されてもよい。
Further, the second holding
[1−1−9.間隔調整器]
間隔調整器25は、送電用コイル23と受電用コイル63との間隔を調整する機器である。本実施の形態においては、間隔調整器25は、第一保持部材31を伸縮させる。間隔調整器25の構成は特に限定されないが、例えば、間隔調整器25は、糸状の第一保持部材31を巻き取ることができるリールである。間隔調整器25による第一保持部材31の巻き取り量を調整することで、第一保持部材31を伸縮させることができる。なお、図2に示される例では、間隔調整器25は、給電装置20付近に配置されて、第一保持部材31を伸縮させるが、間隔調整器25の配置は特に限定されない。例えば、間隔調整器25は、笠部50(又は中継共振器40付近)に配置されてもよい。
[1-1-9. Interval adjuster]
The
また、間隔調整器25は、笠部50(又は中継共振器40付近)又は発光部70(又は受電装置60付近)に配置されて、第二保持部材32を伸縮させてもよい。また、照明器具10に間隔調整器25を二つ配置して、第一保持部材31及び第二保持部材32の各々を伸縮させてもよい。
Further, the
[1−2.動作]
次に、本実施の形態に係る照明器具10の動作について説明する。
[1-2. motion]
Next, the operation of the
照明器具10において、まず、給電装置20の高周波電源21によって高周波電圧が送電用コイル23に印加される。これにより、送電用コイル23において高周波電磁界が生成さる。ここで、中継共振器40は、当該高周波電磁界と磁界共鳴し得る位置に配置され、中継共振器40の共振周波数は、当該高周波電磁界と磁界共鳴し得る程度に当該高周波電磁界の周波数に近い。このため、送電用コイル23と中継用コイル43との磁界共鳴を用いて給電装置20から中継共振器40に送電される。
In the
また、受電装置60は、中継共振器40において共振する高周波電磁界と磁界共鳴し得る位置に配置され、受電装置60の共振周波数は、当該高周波電磁界と磁界共鳴し得る程度に当該高周波電磁界の周波数に近い。このため、中継用コイル43と受電用コイル63との磁界共鳴を用いて中継共振器40から受電装置60に送電される。
Further, the
続いて、受電装置60において、受電した高周波電力が整流回路66によって整流される。整流回路66から出力される直流電力の電圧は、DC−DCコンバータ67によって変換される。そして、DC−DCコンバータ67から出力される直流電圧が光源68に印加されることによって、光源68が照明光を出射する。
Subsequently, in the
このように、照明器具10では、送電用コイル23と受電用コイル63との間において磁界共鳴を用いて送電されるため、各コイル間における送電効率が、誘導電力転送を用いて送電する場合より高い。また、各コイル間の距離を拡大した場合においても送電効率の低下を抑制できる。また、照明器具10では、送電用コイル23から受電用コイル63への送電を中継用コイル43によって中継することで、送電用コイル23と受電用コイル63との距離をさらに拡大できる。
As described above, in the
[1−3.まとめ]
以上のように、本実施の形態に係る照明器具10は、高周波電源21、及び、高周波電源21に接続される送電用コイル23を有する給電装置20を備える。照明器具10は、さらに、中継用コイル43、及び、中継用コイル43に接続されるコンデンサ要素42を有し、送電用コイル23と中継用コイル43との磁界共鳴を用いて給電装置20から送電される中継共振器40を備える。照明器具10は、さらに、受電用コイル63、及び、受電用コイル63に接続される光源68を有し、中継用コイル43と受電用コイル63との磁界共鳴を用いて給電装置20から中継共振器40を介して受電する受電装置60を備える。
[1-3. Summary]
As described above, the
このように、照明器具10では、送電用コイル23と受電用コイル63との間において磁界共鳴を用いて送電されるため、各コイル間における送電効率が、誘導電力転送を用いて送電する場合より高い。また、各コイル間の距離を拡大した場合においても送電効率の低下を抑制できる。また、照明器具10では、送電用コイル23から受電用コイル63への送電を中継用コイル43によって中継することで、送電用コイル23と受電用コイル63との距離をさらに拡大できる。
As described above, in the
また、照明器具10は、さらに、給電装置20と受電装置60との間に配置され、中継共振器40が配置される笠部50を備えてもよい。
Further, the
これにより、例えば、中継共振器40を笠部50で覆う場合には、中継共振器40を笠部50で保護することができる。
Thereby, for example, when the
また、照明器具10において、笠部50は、照明器具10の設置状態において、鉛直方向上側に位置し、鉛直方向下側に傾斜する傾斜面52を有する。
Further, in the
これにより、笠部50に何らかの異物が載った場合においても、傾斜面52に沿って当該異物を落下させることができる。
As a result, even if some foreign matter is placed on the
また、照明器具10は、さらに中継共振器40を保持する第一保持部材31と、受電装置60を保持する第二保持部材32とを備えてもよい。
Further, the
これにより、中継共振器40及び受電装置60を所望の位置に配置できる。
As a result, the
また、照明器具10において、中継共振器40及び受電装置60は、それぞれ第一保持部材31及び第二保持部材32によって吊り下げられてもよい。
Further, in the
これにより、中継共振器40及び受電装置60を天井板などの造営材90に吊り下げることができる。
As a result, the
また、照明器具10において、第一保持部材31及び第二保持部材32の少なくとも一部は、透明であってもよい。
Further, in the
これにより、第一保持部材31及び第二保持部材32の少なくとも一方が目立たなくなる。また、照明器具10においては、給電装置20と中継共振器40及び受電装置60との間に給電用の配線が存在しないため、中継共振器40及び受電装置60の少なくとも一方があたかも空中に浮いているかのように見せることができる。このように特徴的な外観を有する照明器具10を実現できる。
As a result, at least one of the first holding
また、照明器具10において、第一保持部材31及び第二保持部材32の少なくとも一方は、伸縮自在であってもよい。
Further, in the
これにより、中継共振器40及び受電装置60の少なくとも一方の配置の自由度を向上させることができる。
This makes it possible to improve the degree of freedom in arranging at least one of the
また、照明器具10において、中継用コイル43の直径は、送電用コイル23の直径より小さく、受電用コイル63の直径は、中継用コイル43の直径以下であってもよい。
Further, in the
これにより、送電用コイル23に対して、中継用コイル43及び受電用コイル63の位置がずれた場合における送電効率の低下を抑制できる。
As a result, it is possible to suppress a decrease in power transmission efficiency when the positions of the
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る照明器具について説明する。本実施の形態に係る照明器具は、中継共振器が補助光源を有する点において、実施の形態1に係る照明器具10と相違する。以下、本実施の形態に係る照明器具について、実施の形態1に係る照明器具10との相違点を中心に図面を用いて説明する。
(Embodiment 2)
Next, the lighting equipment according to the second embodiment will be described. The luminaire according to the first embodiment is different from the
図3は、本実施の形態に係る照明器具110の回路構成を示す概略回路図である。図3においては、実施の形態1に係る照明器具10と同様の構成を有する給電装置20及び受電装置60の回路図が省略されている。図4は、本実施の形態に係る照明器具110の概略構造を示す模式的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing a circuit configuration of the
図3に示されるように、本実施の形態に係る照明器具110は、実施の形態1に係る照明器具10と同様に、給電装置20と、中継共振器140と、受電装置60とを備える。
As shown in FIG. 3, the
本実施の形態に係る中継共振器140は、実施の形態1に係る中継共振器40と同様に、中継用コイル43と、コンデンサ要素42とを有する。中継共振器140は、さらに、整流回路46と、DC−DCコンバータ47と、補助光源48とを有する。
The
整流回路46は、中継用コイル43が受電した高周波電力を整流する回路である。整流回路は、例えば、ダイオードブリッジを備える。
The
DC−DCコンバータ47は、整流回路46から出力される直流電力の電圧及び電流を変換して出力する回路である。DC−DCコンバータ47は、補助光源48に適した電圧を有する直流電圧を出力する。
The DC-
補助光源48は、給電装置20から送電された電力を用いて照明光を出射する。本実施の形態では、補助光源48は、LEDを有する発光モジュールである。補助光源48は、例えば白色光を出射するように構成されている。なお、補助光源48は、光源68から出射される照明光と異なる色温度(又は光色)の照明光を出射してもよい。
The auxiliary
補助光源48は、例えば、図4に示されるように笠部50の内部に配置されてもよい。この場合、笠部50の少なくとも一部を透光性部材で形成することによって、補助光源48からの照明光を笠部50の外部に出射させることができる。なお、補助光源48の配置は、これに限定されない。補助光源48は、例えば、笠部50の外部に露出させてもよい。この場合、笠部50を非透光性部材で形成できる。このため、笠部50の内部に配置された中継用コイル43などが外部から見えにくくすることができる。このため、意匠的に優れた照明器具110を実現できる。
The auxiliary
以上のように、本実施の形態に係る照明器具110は、実施の形態1に係る中継共振器40の各構成要素に加えて、中継用コイル43に接続される補助光源48を有する。
As described above, the
これにより、照明器具110では、照明光を発光部70だけでなく笠部50からも出射させることができる。このため、照明光の出射位置及び強度分布の自由度を向上させることができる。また、光源68及び補助光源48の各色温度(又は光色)を調整することで照明光の色温度(又は光色)分布の自由度を向上させることもできる。
As a result, in the
(実施の形態3)
次に、実施の形態3に係る照明器具について説明する。本実施の形態に係る照明器具は、送電用コイルと受電用コイルとの間の距離に基づいて、給電装置からの送電される電力の強度を調整する点において、実施の形態1に係る照明器具10と相違する。以下、本実施の形態に係る照明器具について、実施の形態1に係る照明器具10との相違点を中心に図面を用いて説明する。
(Embodiment 3)
Next, the lighting equipment according to the third embodiment will be described. The luminaire according to the first embodiment is the luminaire according to the first embodiment in that the intensity of the electric power transmitted from the power feeding device is adjusted based on the distance between the power transmission coil and the power receiving coil. Different from 10. Hereinafter, the luminaire according to the present embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the
図5は、本実施の形態に係る照明器具210の回路構成を示す概略回路図である。図6は、本実施の形態に係る照明器具210の概略構造を示す模式的な断面図である。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a circuit configuration of the
図5に示されるように、本実施の形態に係る照明器具210は、実施の形態1に係る照明器具10と同様に、給電装置220と、中継共振器40と、受電装置60とを備える。
As shown in FIG. 5, the
本実施の形態に係る給電装置220は、実施の形態1に係る給電装置20と同様に、高周波電源21と、送電用コイル23と、コンデンサ要素22とを有する。給電装置220は、さらに、制御回路26と、測距センサ27とを有する。
The
測距センサ27は、送電用コイル23と受電用コイル63との間の距離を計測するセンサである。測距センサ27は、計測した距離に対応する信号を制御回路26に出力する。測距センサ27は、必ずしも送電用コイル23と受電用コイル63との間の距離そのものを計測しなくてもよく、当該距離に対応する距離を計測すればよい。例えば、本実施の形態では、当該距離に対応する距離として、測距センサ27は、送電用コイル23を有する給電装置220と、受電用コイル63が配置される発光部70との間の距離を計測する。測距センサ27として用いられるセンサは特に限定されない。例えば、測距センサ27として、光パルスの飛行時間に基づいて距離を計測するセンサを用いてもよい。また、間隔調整器25において、第一保持部材31及び第二保持部材32の長さの変化量を計測することによって当該距離を計測してもよい。つまり、間隔調整器25を測距センサとして用いてもよい。
The
制御回路26は、測距センサ27によって計測された距離に基づいて、送電用コイル23から送電する電力の強度を調整する。本実施の形態では、制御回路26は、高周波電源21の出力電圧及び出力周波数の少なくとも一方を調整することによって当該電力の強度を調整する。このように、高周波電源21の出力電圧を制御することで送電用コイル23から出力される高周波電磁界の強度を制御できるため、受電用コイル63が受電する電力の強度を調整できる。また、高周波電源21の出力周波数を制御することで、当該出力周波数と、送電用コイル23、中継用コイル43及び受電用コイル63とのマッチングを制御できるため、受電用コイル63が受電する電力の強度を調整できる。
The
制御回路26は、上記距離に基づいて、高周波電源21の出力電圧及び出力周波数の少なくとも一方を調整できる回路であれば特に限定されない。例えば、制御回路26は、マイコン(MCU;Micro−Controller Unit)などで実現されてもよい。マイコンは、プログラムが格納されたROM、RAM、プログラムを実行するプロセッサ(CPU;Central Processing Unit)、タイマ、A/D変換器やD/A変換器を含む入出力回路等を有する1チップの半導体集積回路である。
The
このように、照明器具210において、送電用コイル23と受電用コイル63との間の距離を計測する測距センサ27と、当該距離に基づいて、送電用コイル23から送電する電力の強度を調整する制御回路26とを有する。
In this way, in the
これにより、照明器具210では、送電用コイル23と受電用コイル63との間の距離が変更されて、送電用コイル23から受電用コイル63への送電効率が変化した場合に、当該送電効率の変化に応じて、送電用コイルから送電する電力の強度を調整することができる。例えば、照明器具210において、制御回路26は、送電用コイル23と受電用コイル63との間の距離が増加するに従って、送電用コイル23から送電する電力の強度を増加させてもよい。当該距離が増加する場合には、送電効率が低下するが、上述のように制御回路26が送電用コイル23から送電する電力の強度を増加させることで、受電用コイル63に送電される電力の強度の変化を低減できる。
As a result, in the
(実施の形態4)
次に、実施の形態4に係る照明器具について説明する。本実施の形態に係る照明器具は、複数の中継共振器を備える点において、実施の形態1に係る照明器具10と相違する。以下、本実施の形態に係る照明器具について、実施の形態1に係る照明器具10との相違点を中心に図面を用いて説明する。
(Embodiment 4)
Next, the lighting equipment according to the fourth embodiment will be described. The luminaire according to the present embodiment is different from the
図7は、本実施の形態に係る照明器具310の回路構成を示す概略回路図である。図8は、本実施の形態に係る照明器具310の概略構造を示す模式的な断面図である。
FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing a circuit configuration of the
図7に示されるように、本実施の形態に係る照明器具310は、実施の形態1に係る照明器具10と同様に、給電装置20と、受電装置60とを備える。一方、照明器具310は、二つの中継共振器40a及び40bを備える点において、実施の形態1に係る照明器具10と異なる。実施の形態1に係る中継共振器40と同様に、中継共振器40aは中継用コイル43aと、コンデンサ要素42aとを有し、中継共振器40bは中継用コイル43bと、コンデンサ要素42bとを有する。
As shown in FIG. 7, the
これに伴い、照明器具310は、図8に示されるように、中継共振器40a及び40bがそれぞれ配置される二つの笠部50a及び50bを備える。二つの笠部50a及び50bの構成は、実施の形態1に係る笠部50と同様である。笠部50a及び50bは、例えば、給電装置20と笠部50aとの間の距離、笠部50aと笠部50bと間の距離、及び、笠部50bと発光部70との間の距離が等しくなるように配置されてもよい。
Along with this, as shown in FIG. 8, the
また、照明器具310は、中継共振器40a及び40bをそれぞれ保持する第一保持部材31a及び31bを備える。第一保持部材31a及び31bの構成は、実施の形態1に係る第一保持部材31と同様である。
Further, the
なお、本実施の形態では、一例として二つの中継共振器を備える照明器具310を示したが、中継共振器の個数は三つ以上でもよい。
In the present embodiment, the
以上のように、本実施の形態に係る照明器具310においては、複数の中継共振器を備える。このように複数の中継共振器で電力を中継することで、送電効率の低下を抑制しつつ、給電装置と受電装置との間の距離をより一層拡大できる。
As described above, the
(変形例など)
以上、本発明に係る照明器具について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Modification example, etc.)
The lighting fixture according to the present invention has been described above based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記各実施の形態に係る笠部50は、非金属かつ非磁性の材料のみで形成される例を示したが、笠部50の材質はこれに限定されない。ここで、笠部50の変形例について図面を用いて説明する。図9は、変形例に係る笠部450の概略構造を示す断面図である。図9においては、笠部450と併せて、中継用コイル43も示されている。図9に示される笠部450は、給電装置側から見て(図9の上側から見て)、少なくとも中継用コイル43と重なる部分450Rが、非金属かつ非磁性であればよい。それ以外の部分は、必ずしも非金属かつ非磁性でなくてもよい。また、上記部分450R以外の部分に、磁性体44a及び44bを配置してもよい。これにより、磁力線を中継用コイル43付近に集中させることができるため、送電効率を向上させることができる。
For example, the
また、上記各実施の形態においては、中継共振器及び受電装置は、糸状の第一保持部材及び第二保持部材によって保持されたが、これらの保持部材は、糸状でなくてもよい。例えば、これらの保持部材は柱状の剛体であってもよい。 Further, in each of the above embodiments, the relay resonator and the power receiving device are held by the thread-shaped first holding member and the second holding member, but these holding members do not have to be thread-shaped. For example, these holding members may be columnar rigid bodies.
また、上記各実施の形態においては、中継共振器及び受電装置は、造営材90に吊り下げられたが、中継共振器及び受電装置の保持構成はこれに限定されない。例えば、床板などの造営材に配置された柱状の剛体からなる第一保持部材及び第二保持部材によって保持されてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the relay resonator and the power receiving device are suspended from the
また、上記実施の形態3では、制御回路26はマイコンによってソフトウェア的に実現されたが、制御回路26は、A/D変換器、論理回路、ゲートアレイ、D/A変換器等で構成される専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
Further, in the third embodiment, the
また、上記の各実施の形態では、光源68及び補助光源48としてLEDを例示したが、光源及び補助光源として、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機EL(Electro Luminescence)素子、無機EL素子等のLED以外の固体発光素子を用いてもよい。
Further, in each of the above embodiments, LEDs are exemplified as the
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications to each embodiment and the gist of the present invention. Forms are also included in the present invention.
例えば、実施の形態2に係る補助光源48を実施の形態3及び4に係る各照明器具に適用してもよい。
For example, the auxiliary
10、110、210、310 照明器具
20、220 給電装置
21 高周波電源
22、42、42a、42b、62 コンデンサ要素
23 送電用コイル
26 制御回路
27 測距センサ
31、31a、31b 第一保持部材
32 第二保持部材
40、40a、40b、140 中継共振器
43、43a、43b 中継用コイル
48 補助光源
50、50a、50b、450 笠部
52 傾斜面
60 受電装置
63 受電用コイル
68 光源
10, 110, 210, 310
Claims (12)
中継用コイル、及び、当該中継用コイルに接続されるコンデンサ要素を有し、前記送電用コイルと前記中継用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から送電される中継共振器と、
受電用コイル、及び、当該受電用コイルに接続される光源を有し、前記中継用コイルと前記受電用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から前記中継共振器を介して受電する受電装置と、
前記給電装置と前記受電装置との間に配置され、前記中継共振器が配置される笠部とを備える
照明器具。 A high-frequency power supply and a power supply device having a power transmission coil connected to the high-frequency power supply,
A relay resonator having a relay coil and a capacitor element connected to the relay coil and being transmitted from the power feeding device by using the magnetic field resonance between the power transmission coil and the relay coil.
A power receiving device having a power receiving coil and a light source connected to the power receiving coil, and receiving power from the power feeding device via the relay resonator using magnetic field resonance between the relay coil and the power receiving coil. and,
A lighting fixture provided between the power feeding device and the power receiving device and having a cap portion on which the relay resonator is arranged.
前記中継共振器を保持する第一保持部材と、
前記受電装置を保持する第二保持部材とを備える
請求項1に記載の照明器具。 further,
The first holding member that holds the relay resonator and
The luminaire according to claim 1, further comprising a second holding member for holding the power receiving device.
中継用コイル、及び、当該中継用コイルに接続されるコンデンサ要素を有し、前記送電用コイルと前記中継用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から送電される中継共振器と、
受電用コイル、及び、当該受電用コイルに接続される光源を有し、前記中継用コイルと前記受電用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から前記中継共振器を介して受電する受電装置と、
前記中継共振器を保持する第一保持部材と、
前記受電装置を保持する第二保持部材とを備え、
前記中継共振器及び前記受電装置は、それぞれ前記第一保持部材及び前記第二保持部材によって吊り下げられる
照明器具。 A high-frequency power supply and a power supply device having a power transmission coil connected to the high-frequency power supply,
A relay resonator having a relay coil and a capacitor element connected to the relay coil and being transmitted from the power feeding device by using the magnetic field resonance between the power transmission coil and the relay coil.
A power receiving device having a power receiving coil and a light source connected to the power receiving coil, and receiving power from the power feeding device via the relay resonator using magnetic field resonance between the relay coil and the power receiving coil. and,
The first holding member that holds the relay resonator and
A second holding member for holding the power receiving device is provided.
The relay resonator and the power receiving device are lighting fixtures suspended by the first holding member and the second holding member, respectively.
中継用コイル、及び、当該中継用コイルに接続されるコンデンサ要素を有し、前記送電用コイルと前記中継用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から送電される中継共振器と、
受電用コイル、及び、当該受電用コイルに接続される光源を有し、前記中継用コイルと前記受電用コイルとの磁界共鳴を用いて前記給電装置から前記中継共振器を介して受電する受電装置と、
前記中継共振器を保持する第一保持部材と、
前記受電装置を保持する第二保持部材とを備え、
前記第一保持部材及び前記第二保持部材の少なくとも一方は、伸縮自在である
照明器具。 A high-frequency power supply and a power supply device having a power transmission coil connected to the high-frequency power supply,
A relay resonator having a relay coil and a capacitor element connected to the relay coil and being transmitted from the power feeding device by using the magnetic field resonance between the power transmission coil and the relay coil.
A power receiving device having a power receiving coil and a light source connected to the power receiving coil, and receiving power from the power feeding device via the relay resonator using magnetic field resonance between the relay coil and the power receiving coil. and,
The first holding member that holds the relay resonator and
A second holding member for holding the power receiving device is provided.
A luminaire in which at least one of the first holding member and the second holding member is expandable and contractible.
請求項2〜4のいずれか1項に記載の照明器具。 The luminaire according to any one of claims 2 to 4, wherein at least a part of the first holding member and the second holding member is transparent.
請求項3又は4に記載の照明器具。 The luminaire according to claim 3 or 4 , further comprising a shade portion that is arranged between the power feeding device and the power receiving device and in which the relay resonator is arranged.
請求項1、2、6のいずれか1項に記載の照明器具。 The luminaire according to any one of claims 1, 2 and 6, wherein the shade portion is located on the upper side in the vertical direction and has an inclined surface inclined downward in the vertical direction in the installed state of the luminaire.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の照明器具。 The luminaire according to any one of claims 1 to 7 , wherein the relay resonator further has an auxiliary light source connected to the relay coil.
前記送電用コイルと前記受電用コイルとの間の距離を計測する測距センサと、
前記距離に基づいて、前記送電用コイルから送電する電力の強度を調整する制御回路とを有する
請求項1〜8のいずれか1項に記載の照明器具。 The power feeding device further
A distance measuring sensor that measures the distance between the power transmission coil and the power reception coil,
The luminaire according to any one of claims 1 to 8, further comprising a control circuit for adjusting the intensity of electric power transmitted from the power transmission coil based on the distance.
請求項9に記載の照明器具。 The luminaire according to claim 9, wherein the control circuit adjusts the intensity of the electric power by adjusting at least one of the output voltage and the output frequency of the high frequency power supply.
請求項9又は10に記載の照明器具。 The luminaire according to claim 9 or 10, wherein the control circuit increases the intensity of the electric power as the distance increases.
前記受電用コイルの直径は、前記中継用コイルの直径以下である
請求項1〜11のいずれか1項に記載の照明器具。 The diameter of the relay coil is smaller than the diameter of the power transmission coil.
The luminaire according to any one of claims 1 to 11, wherein the diameter of the power receiving coil is equal to or less than the diameter of the relay coil.
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