【解決手段】照明装置1は、複数のLED6と、LEDの発光状態を調整する調光部材と、を備える。調光部材は、照明装置1に対して外部から加えられる外力を検出する加速度センサ7を有している。加速度センサ7は、照明装置1が壁に固定された状態で、Z軸を回転軸として照明装置1が回転した際の、Z軸と直交する軸であるX軸と、Z軸およびX軸と直交する軸であるY軸のそれぞれの方向の加速度を一定期間毎に検出する。そして、その加速度に応じて各LEDの発光量を段階的に調整する。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態に係る照明装置の構成、第1調光の動作および第2調光の動作、さらには第1調光と第2調光の切り替え動作について、図面を参照しながら説明する。
【0013】
(本発明の実施の形態に係る照明装置の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る照明装置の斜視図であり、照明装置が設置面に設置されている状態を示す図である。
図2は、本発明の実施の形態に係る照明装置の平面図であり、光が発せられる発光板側を見た図である。
【0014】
本発明の実施の形態に係る照明装置1は、全体形状が円盤状となっている。照明装置1の大きさは、大人の手のひらの中に収まる大きさである。照明装置1の上面は、光が発せられる円形の発光板2である。発光板2は、光を拡散させる材質からなるため、
図1に示す設置面Gに設置した状態で照明装置1を発光させると、その光が照明装置1の周囲の設置面Gをも照らす。
【0015】
また、照明装置1は、押すことで照明装置1の発光をオン・オフさせるスイッチ3が、筒状の外装壁部4に配置されている。この外装壁部4の一方の開口部を前述の発光板2が覆い、もう一方の開口部を円形の板状の底部5が覆っている。なお、底部5には鉄板(図示省略)が固定されている。
【0016】
底部5と発光板2の間には、基板(図示省略)が固定されている。この基板には、発光部材であるLED6,6(Light Emitting Diode)と、三軸加速度センサ7(センサ部材)と、ホールセンサ8およびマイコン9が実装されている。マイコン9は、加速度検出部10と、磁場判定部11および光源制御部12を有している。ここで、加速度センサ7とマイコン9が「調光部材」である。なお、LED6,6は、発光板2の中心を通る発光面2aに沿った線上であって、発光板2の端部の2箇所に配置されている。また、加速度センサ7は、照明装置1において後述するZ軸が貫く位置に配置されている。
【0017】
また、この基板には、LED6,6と加速度センサ7、ホールセンサ8(磁場を検出する磁気センサ部材)およびマイコン9等に電力を供給するのに必要な部品郡である電源部(図示省略)等も実装されている。その電力の供給は、前述のスイッチ3によってオン・オフされる。なお
図2には、発光面2aから出射される光の出射方向の中心軸(照明装置1の光軸)Zを示している。中心軸Zは、発光板2の中心を発光板2の発光面2aに対して垂直に貫く軸となる。
【0018】
図3は、本発明の実施の形態に係る照明装置1を構成する主な構成要素のブロック図である。これらの構成要素は、ホールセンサ8が磁場検出信号を検出しなければ第2調光を行い、検出すれば、ホールセンサ8はその信号を磁場判定部11へ送信し、第1調光を行う。加速度センサ7は、検出した加速度に応じた検出信号を加速度検出部10へ送信する。加速度検出部10は、加速度の大きさおよび加速度が変化している時間を判定する。光源制御部12は、受信した検出信号に対応するLED6,6の発光状態に調整するためにLED6,6へ供給する電流値を設定し、LED6,6へ電流を供給する。この発光状態の調整は、光源制御部12のパルス幅変調(pulse width modulation、PWM)制御により行われる。
【0019】
(第1調光と第2調光の切り替え動作)
第1調光と第2調光の切り替え動作は、ホールセンサ8から発信される信号に基づいて、磁場判定部11および光源制御部12により行われる。
図4は、この動作のフロー図である。まず、電源スイッチをONにする(S1)。そして、照明装置1の周囲に磁石があるかどうかの判断をする(S2)。ホールセンサ8がその磁石の磁場を検出すると、第1調光へと切り替え(S3)、その磁石の磁場を検出しなかったら第2調光(S4)へと切り替える。
【0020】
第1調光と第2調光の切り替え動作を、
図3に基づいて説明する。ホールセンサ8が磁場検出信号を検出しなければ、照明装置1は第2調光を行う。しかし、ホールセンサ8が磁場検出信号を検出すれば、ホールセンサ8はその信号を磁場判定部11へ送信する。磁場判定部11は、磁場検出信号を受信すると光源制御部12へその信号を送信する。光源制御部12は、磁場検出信号を受信すると、自身を第1調光用の調光条件に切り替えると共に、加速度検出部10に対しても第1調光をする条件へと切り替えるための信号を送信する。加速度検出部10は、その信号を受信すると、第1調光用の検出条件に切り替える。そして、ホールセンサ8が磁場検出信号を検出しなくなったら、照明装置1は第2調光に戻る。
【0021】
(第1調光の動作)
図5は、本発明の実施の形態に係る第1調光を説明するための図である。略水平(重力方向に対して垂直である方向)なZ軸を回転軸として、照明装置1に回転力Dが加えられた際に、その回転状態に基いてLED6,6の発光状態を変化させるのが、第1調光である。ここで、回転力Dは、Z軸を回転軸とした時計回りおよび反時計回りの双方の回転力を指す。
【0022】
加速度センサ7は、略水平なZ軸を回転軸として照明装置1が回転した際の、Z軸と直交する軸であるX軸と、Z軸およびX軸と直交する軸であるY軸のそれぞれの方向(X軸方向およびY軸方向)の加速度を一定期間毎に検出する。そして、その加速度に応じてLED6,6の発光量(明るさ)を段階的に調整する。
【0023】
図6は、照明装置1が略水平なZ軸を回転軸として回転した場合の、回転角度α(°)と、加速度センサ7が検出する加速度(g)との関係を示す図である。すなわち、照明装置1は、回転角度α(°)に伴って加速度センサ7が検出する加速度(g)が連続的に変化する。検出された加速度(g)から照明装置1の回転状態を把握し、第1調光する。ここで言う加速度(g)とは、加速度センサ9の加速度の検出に使用する軸の方向と重力方向とが一致する際の出力を(±)1として、加速度センサ9が傾きに応じて加速度センサ9から出力される加速度である。
【0024】
図7は、本発明の実施の形態に係る第1調光の際にマイコン9が行う処理のフロー図である。第1調光を開始(S3)すると、まず、処理をしない期間100msを設ける(S31)。その後、加速度センサ7が検出する加速度を測定する(S32)。この加速度の測定(S32)は、数ms間隔で20回行う。その後、
図6に示す回転角度α(°)と加速度(g)との関係に基づいて、回転角度α(°)を計算する(S33)。
【0025】
計算された回転角度α(°)が0°≦α<90°の場合には(S34)、照明装置1が照射する光の光量を0%(LED6,6の最大出力を100%とした場合の値、以下同じ)とするようにLED6,6の発光量を調整する(S341)。また、計算された回転角度α(°)が90°≦α<180°の場合には(S35)、照明装置1が照射する光の光量を50%とするようにLED6,6の発光量を調整する(S351)。また、計算された回転角度α(°)が180°≦α<0°(=360°)の場合には(S36)、照明装置1が照射する光の光量を100%とするようにLED6,6の発光量を調整する(S361)。
【0026】
なお、
図6は一軸(たとえばX軸のみ)の方向における回転角度α(°)と加速度(g)との関係を示す図である。そのため、たとえば0°と180°の時に検出される加速度(g)は、ともに0となるように、同一の加速度(g)が2つの回転角度(°)を指し、それらの区別が付かない。しかし、実際の調光時には互いに直交するX軸およびY軸の二軸でそれぞれ独立して加速度(g)を検出しているため、X軸の方向における回転角度α(°)に対する加速度(g)の変化と、Y軸の方向における回転角度α(°)に対する加速度(g)の変化とは、互いに90°ずれた状態で検出される。そのため、X軸およびY軸のそれぞれの方向における回転角度α(°)に対する加速度(g)の変化を同時に検出することにより、上述の回転角度α(°)の区別が可能となる。
【0027】
LED6,6の発光量を調整する処理(S341,S351,S361)を、
図3に基づいて説明する。加速度検出部10は、第1調光用の検出条件に基づいて加速度センサ7から加速度(g)を受信する。加速度検出部10は、検出した加速度(g)から回転角度(α)を計算し、光源制御部12へ送信する。光源制御部12は、第1調光用の調光条件に基づき、回転角度(α)に対応するLED6,6の発光状態に調整するため、LED6,6へ供給する電流値を設定し、その電流をLED6,6に供給する。なお、電流値の設定はPWM制御にて行う。
【0028】
LED6,6の発光量を調整する処理(S341,S351,S361)を終了した後は、それぞれ処理をしない期間100msを設ける(S31)処理からその後の一連の処理を繰り返すようにする。以上が本発明の実施の形態に係る第1調光の動作である。
【0029】
(第2調光の動作)
図8は、本発明の実施の形態に係る第2調光を説明するための図である。
図9は、第2調光の際の加速度の経時変化の例を示す図である。また
図10は、本発明の実施の形態に係る第2調光の際にマイコン9が行う処理のフロー図である。
【0030】
なお、以下の説明では一軸(例えばX軸)のみで加速度を検出して第2調光を行っている。しかし、実際に使用する際には加速度はX軸、Y軸およびZ軸へそれぞれ加えられ、加速度センサ7は各軸へ加えられた加速度をそれぞれ独立して検出することが可能である。そのため、残りの二軸(例えばY軸およびZ軸)へ加えられた加速度を検出して調光を行うことは可能である。さらに複数の軸へ加えられた加速度を検出することにより、より細やかな調光を行うことも可能である。
【0031】
第2調光(S4)が開始されると、まず、加速度センサ7により検出された、X軸に加えられる加速度が
図9に示す正の第一の閾値を超えた場合に、マイコン9に対して加速度検出部10への割り込み信号を発生するように設定する(S41)。そして、加速度検出部10は割り込み信号の発生を待つ(S42)。加速度検出部10は、割り込み信号を検出すると、加速度の検出を一定の時間間隔毎に行い、その間隔毎に加速度センサ7から加速度を読み込む(S43)。なお、このS43と同じ処理である「一定期間毎に加速度を検出し読み込む処理」は、後述するS45,S47およびS48の際にも行っている。
【0032】
その後、
図9に示す正の第1の閾値よりも大きい正の第2の閾値を超えた加速度が検出されたかどうかの判断をする(S44)。
【0033】
そして、
(1)検出した加速度が正の第2の閾値を超えること
(2)そして、その加速度が正の第2の閾値を下回るまでの時間をマイコン9により計測し(S45)、その計測時間が、事前に設定した
図9に示す第1の時間以上であること(S46)
(3)上述の、正方向の加速度が第2の閾値を下回った後に、負方向の加速度が検出され、その負方向の加速度が第2の閾値を下回ること(S47)
(4)負方向の加速度が第2の閾値を下回ってから、再度上回るまでの時間をマイコン9により計測し(S48)、その計測時間が、事前に設定した
図9に示す第2の時間以上であること(S49)
これら(1)から(4)の条件を満たすことで、マイコン9により照明装置1が「揺動」したと認識され、LED6,6の発光量を変える(S50)。以上が、第2調光の動作である。
【0034】
第2調光の主な動作を、
図3に基づいて説明する。加速度センサ7は検出した加速度を加速度検出部10に送信する。加速度検出部10は、その検出した加速度から揺動を検出する。加速度検出部10は、揺動を検出したことを光源制御部12へ送信する。光源制御部12は、第2調光用の調光条件に基づき、LED6,6の発光状態に調整するため、LED6,6へ供給する電流値を設定し、その電流をLED6,6に供給する。
【0035】
第2調光は、さらに照明装置1が「揺動」したと認識される毎に複数回行われる。たとえば、第2調光が行われる前のLED6,6の発光量が最大であれば、照明装置1の「揺動」の毎に段階的に徐々にLED6,6の発光量を小さくする。そして、LED6,6の発光量が最小値となった後には、さらなる「揺動」毎にLED6,6の発光量を段階的に徐々に大きくする。
【0036】
(本発明の実施の形態によって得られる主な効果)
本発明の実施の形態に係る照明装置1は、設置された状態であっても、容易に発光状態を変化させることができる。 照明装置1は、大人の手のひらの中に収まる程度の大きさであるため、発光状態を変化させるスイッチ等を設けることが困難である。そのため、第1調光によって発光状態を変化できるのは便利である。
【0037】
また、照明装置1の底部5には鉄板(図示省略)が固定されている。そのため、この鉄板が、壁などに設けられている磁石にくっつき、照明装置1がその壁に設置された状態で照明装置1を使用する場合がある。その場合には、照明装置1を揺動させることは困難であるが、その場合であっても、第1調光が可能である。
【0038】
また、第1調光では、照明装置1をZ軸を回転軸として時計回りおよび反時計回りの双方の回転力に対応した発光状態の変化が可能である。
【0039】
また、照明装置1は、設置された状態でなくても、手に持ってそれを揺動させることで、第2調光により発光状態を変化させることができる。
【0040】
この第1調光と第2調光は、いずれも一つの加速度センサ7で検出される加速度に基づいてマイコン9の制御により行われる。そのため、照明装置1の構造を複雑にしないで済む。また、第1調光と第2調光の切り替えは、ホールセンサ8を用いた
図4に示す簡単な処理で行うことができる。
【0041】
(他の形態)
上述した本発明の実施の形態に係る照明装置1は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変形実施が可能である。
【0042】
たとえば、照明装置1は、円盤の大きさは直径3cm以下、厚み1.5cm程度の大人の手のひらの中に収まる程度の大きさの全体形状が円盤状のものである。しかし、その円盤の大きさは直径10cm以下、厚み5cm以下等とすることができる。また、照明装置1の全体形状は、円盤状に限らず、直方体形状または円錐、角錐、円錐台、角錐台、球等の形状とすることができる。
【0043】
また、照明装置1は、押すことで照明装置1の発光をオン・オフさせるスイッチ3が、筒状の外装壁部4に配置されている。しかし、スイッチ3は、設けなくても良い。たとえば、特定の揺動の加速度を照明装置1に加えることで、発光をオン・オフするようにしても良い。
【0044】
また、照明装置1の底部5には鉄板が固定されている。しかし、この鉄板は必須の構成要素ではないので省略することができる。ただし、この鉄板は、磁石の板等に照明装置1を設置でき、且つその磁石の板に設置・固定された状態でも、その固定力が弱く、照明装置1をZ軸を中心軸として回転できるため、有用である。
【0045】
また、照明装置1が有するLED6,6は、発光板2の中心を通る発光面2aに沿った線上であって、発光板2の端部の2箇所に配置されている。しかしながら、照明装置1が有するLED6,6の数は、1つ、3つ等、変更することができる。さらに、LED6,6の配置位置も適宜変更できる。
【0046】
また、加速度センサ7は、照明装置1においてZ軸が貫く位置に配置されている。しかしながら、加速度センサ7は、照明装置1のどの位置に配置されても良い。ただし、
図6に示す照明装置1をZ軸を回転軸として回転した場合の、回転角度α(°)と加速度(g)との関係をより安定させるには、加速度センサ7をZ軸が貫く位置に配置することが好ましい。
【0047】
また、第1調光と第2調光の切り替え動作は、ホールセンサ8から発信される信号に基づいて行われる。しかし、第1調光と第2調光の切り替え動作は、他の条件で行うこととしてもよい。その場合、ホールセンサ8は省略することができる。
【0048】
また、照明装置1は、第2調光を行うことができるものである。しかしながら、第2調光は必須の処理ではないため、第2調光を行わないこととしても良い。この場合も、ホールセンサ8は省略することができる。
【0049】
また、第1調光は、Z軸が略水平となる状態で行なっている。たとえば、照明装置1が壁に固定された状態で第1調光が行われている。しかしながら、第1調光は、Z軸が水平方向からずれた状態で行なっても良い。
【0050】
また、
図7に示す第1調光の際の、処理をしない期間=100ms(S31)は、適宜変更できる。また、加速度の測定(S32)は、数ms間隔で20回行っているが、その間隔と回数は適宜変更できる。
【0051】
また、回転角度α(°)の場合分け(S34,S35,S36)も、適宜変更できる。たとえば、回転角度α(°)の場合分けの数は、もっと多くし、わずかな回転でもLED6,6の発光量を変更できるようにしても良い。たとえば、回転角度α(°)の場合分けの数をもっと多くすれば、照明装置1の回転量と発光量をほぼ直線的な関係にでき、滑らかな調光を実現できる。
【0052】
さらに、LED6,6の発光量を調整する処理(S341,S351,S361)の際の発光量等も適宜変更できる。たとえば、調整する対象は、LED6,6の発光量ではなく、発光色等の発光状態とすることもできる。
【0053】
また、第2調光における、
図10に示す照明装置1が「揺動」したと認識する条件(S46,S47,S48,S49)、またはS42,S43,S44,S45の処理方法は、適宜変更できる。
【0054】
また、第1調光の際に照明装置1を回転させる回転軸Zは、LED6,6から出射される光の出射方向の中心軸(照明装置1の光軸)としている。この中心軸Zは、発光板2の中心を発光板2の発光面2aに対して垂直に貫く軸となる。しかしながら、第1調光の際に照明装置1を回転させる回転軸Zは、別途適宜設定しても良い。
【0055】
照明装置1のうち発光するのは、発光板2の部分だけである。しかし、外装壁部4および/または底部5を発光するようにしても良い。さらに、外装壁部4のみ、または底部5のみが発光するようにしても良いし、発光板2、外装壁部4および底部5の全てが発光するようにしても良い。
【0056】
図1では、加速度センサ7、ホール素子センサ8、加速度検出部10、磁場判定部11または光源制御部12は、別部材として記載したが、実際は加速度検出部10、磁場判定部11、光源制御部12はマイコン9内へ組み込まれている。また、たとえば加速度センサ7と加速度検出回路部10とを組み合わせてワンチップICとして基板に搭載するように、複数の部材を組み合わせて一つの部材とすることも可能である。
【0057】
また、本実施の形態では、発光板2に光を拡散する光拡散機能を持たせ、LED6,6からの光を拡散してから発光面2aから出射させたが、その光拡散機能は必須では無く、発光板2を透明材料で作成することも可能である。ただし、その場合は発光面2aからの出射光の光強度の均一性は低くなることが予想される。
【0058】
また、第2調光の際に、加速度センサ7の各軸の検出方向の正負は、加速度センサ7の機械的構成によって決定するが、ソフト的に補正を行い、最初に振られた方向を正と看做すことも可能である。