(57)【要約】      （修正有）【課題】バルーンと発光素子を組み合わせることで、体積に応じて輝度を変化させることができる発光デバイスを提供する。【解決手段】発光デバイス１は、本体部１１、センサ１２、発光素子１３、コントローラ１４、回路基板１５、固定部材１６、および体積制御ユニット１７を含む。本体部１１に気体が充填されていない状態でバルーン１１２が支持部１１１に取り付けられる。このとき、本体部１１は、支持部１１１が形成する空間の体積に相当する最小の体積となっている。本体部１１に空気ポンプ１７１により気体が充填されると、充填された気体の増加に応じてバルーン１１２が徐々に膨張する。このとき、本体部１１の体積はバルーン１１２の体積に相当する。センサ１２は本体部１１の体積を感知して、体積計測信号を生成する。コントローラ１４は、体積計測信号を受け取って、発光素子１３の輝度を制御する制御信号を生成する。【選択図】図１
0003165820.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
体積が可変である本体部と、
前記本体部に設けられ、体積計測信号を生成するセンサと、
前記本体部に設けられた発光素子と、
前記発光素子と前記センサとに連結され、前記体積計測信号に応じて前記発光素子の輝度を制御するコントローラとを備える、体積が可変である発光デバイス。
【請求項２】
固定部材をさらに備え、
前記本体部は開口部を有し、
前記固定部材は前記開口部の周辺部に固定されて、前記開口部のサイズを維持する請求項１に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項３】
前記本体部に連結され、前記本体部の前記体積を制御する体積制御ユニットをさらに備える請求項１に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項４】
前記体積制御ユニットは、パイプおよび空気ポンプを有し、
前記パイプは前記本体部に接続されており、
前記空気ポンプは前記パイプに設けられており、
前記本体部の前記体積は、前記空気ポンプを動作させることにより制御される請求項３に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項５】
前記パイプは、硬質部および軟質部を含み、
前記硬質部は前記本体部に接続されており、
前記空気ポンプは前記軟質部に設けられている請求項４に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項６】
前記本体部は開口部を有し、
前記パイプの一端は前記開口部を通過し、前記本体部に入り、
前記発光素子は前記パイプの前記一端に設けられている請求項４に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項７】
前記本体部は、バルーンおよび支持部を有し、
前記バルーンは前記支持部にスリーブでつながれている請求項１から６の何れか１項に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項８】
前記支持部はシリカゲル製である請求項７に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項９】
前記センサは、トランスミッタとレシーバとを含む赤外線センサである請求項１から８の何れか１項に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項１０】
前記センサは圧力センサである請求項１から８の何れか１項に記載の体積が可変である発光デバイス。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本非仮出願は、米国特許法Ｕ．Ｓ．Ｃ．３５巻セクション１１９（ａ）に基づき、台湾・中華民国において２００９年９月２９日に出願された特許出願第０９８２１７９６８号明細書の優先権を主張しており、その全内容をここに参照として組み込む。
【０００２】
本考案は発光デバイスに係り、より詳しくは、体積が可変である発光デバイスに係る。
【背景技術】
【０００３】
発光デバイスは、日常生活にかかせない電子デバイスである。従来の発光デバイスは通常、ランプシェード、電球、およびノブスイッチを有する。ランプシェードは通常は固定化された形状を有する。電球はランプシェード内に収められ、ノブスイッチは電球と連結されている。電球の輝度は使用時にノブスイッチにより制御可能である。
【０００４】
しかし、発光デバイスの外観は単調である。さらに、ユーザは発光デバイスの輝度をノブスイッチによってしか調節することができない。輝度制御モードは単調であり、インタラクティブ性に劣り、ユーザに対して直感的な利用体験を提供することができない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、発光デバイスの体積を可変とすることで、先行技術を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、体積が可変である本体部と、センサと、発光素子と、コントローラとを備える、体積が可変である発光デバイスを提供する。センサは、本体部に設けられ、体積計測信号を生成する。発光素子は本体部に設けられる。コントローラは、発光素子とセンサとに連結される。コントローラは、体積計測信号に応じて発光素子の輝度を制御する。
【０００７】
先行技術による固定化された形状の発光デバイスに比べ、本考案の発光デバイスは体積を可変とすることで、視覚効果に優れる。さらにコントローラが、センサが生成する体積計測信号により発光素子の輝度を制御するので、輝度が体積とともに変化するという直感的な利用体験をユーザに提供することができる。
【０００８】
本考案に関して上述した、あるいはその他の特徴、側面、および利点は、以下の記載、添付請求項、および添付図面を参照することで理解が深まるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の１つの好適な実施形態における体積が可変である発光デバイスを示す概略図である。
【００１０】
【図２】本考案の１つの好適な実施形態におけるセンサの動作の概略図である。
【００１１】
【図３】本考案の１つの好適な実施形態における発光デバイスを示す機能ブロック図である。
【００１２】
【図４】本考案の別の好適な実施形態における発光デバイスを示す機能ブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本考案の１つの好適な実施形態における体積が可変である発光デバイスを示す概略図である。本実施形態では、発光デバイス１は本体部１１、センサ１２、発光素子１３、コントローラ１４、回路基板１５、固定部材１６、および体積制御ユニット１７を含む。
【００１４】
本実施形態では、固定部材１６および体積制御ユニット１７をそれぞれ本体部１１に連結することができる。回路基板１５は、本体部１１内に設けられてよい。センサ１２、発光素子１３、およびコントローラ１４は、回路基板１５上に設けられてよい。センサ１２および発光素子１３は、回路基板１５上の複数の回路（不図示）を介してコントローラ１４に連結可能である。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００１５】
本実施形態では、本体部１１は、支持部１１１およびバルーン１１２を含む。支持部１１１は中空であり、球状または楕円形状であってよい。さらに、支持部１１１はシリカゲル製であってよい。しかし本考案はこの点に限定されない。バルーン１１２は、支持部１１１にスリーブでつながれており（sleeved）、より良好な弾性を有する。しかし本考案はこの点に限定されない。
【００１６】
本実施形態では、本体部１１が開口部１１３を有する。開口部１１３を介して、空気等の気体を本体部１１に充填することができる。このようにして本体部１１の体積が、充填する気体の量に応じて変化しうる。しかし、本考案はこの点に限定されない。他の実施形態では、本体部１１が開口部１１３を有さず、本体部１１を特殊な材料を用いて形成し、熱により膨張し、冷却により収縮するという理論により本体部１１の体積をさらに変化させることもできる。
【００１７】
詳しくは、本実施形態では、本体部１１に気体が充填されていない状態でバルーン１１２が支持部１１１に取り付けられる。このとき、本体部１１は、支持部１１１が形成する空間の体積に相当する最小の体積となっている。本体部１１に気体が充填されると、充填された気体の増加に応じてバルーン１１２が徐々に膨張する。このとき、本体部１１の体積はバルーン１１２の体積に相当する。
【００１８】
本実施形態では、体積制御ユニット１７は、空気ポンプ１７１とパイプ１７２とを含む。パイプ１７２は本体部１１に接続されており、空気ポンプ１７１はパイプ１７２に設けられている。本体部１１の体積は空気ポンプ１７１を動作させることにより制御することができる。詳しくは、空気ポンプ１７１を押すと、パイプ１７２を介して本体部１１へ気体が流入して、充填された気体の増加に応じてバルーン１１２が徐々に膨張する。空気ポンプ１７１のスイッチを開状態にすると、本体部１１の気体が流出する状態になる。そして気体の流出量の増加に応じてバルーン１２は、バルーン１２の体積が支持部１１１が形成する空間の体積に等しくなるまで、収縮を続ける。しかし、本考案はこの点に限定されない。他の実施形態では、体積制御ユニット１７を配置するかわりに、人による、あるいは、他の補助ツールによる空気の吹込みにより本体部１１の体積制御を行うこともできる。
【００１９】
本実施形態では、パイプ１７２は硬質部１７２ａおよび軟質部１７２ｂを含んでよい。硬質部１７２ａの一端は本体部１１に接続されており、他端が軟質部１７２ｂに接続されている。本実施形態では、空気ポンプ１７１が軟質部１７２ｂに設けられていてよい。これにより、発光デバイス１全体が一定の構造強度を有し、且つ、形状に柔軟性を持つことができる。さらに、軟質部１７２ｂにより、ユーザは発光デバイス１を任意の場所で利用することができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。他の実施形態では、パイプ１７２が硬質部１７２ａのみを含んでもよく、あるいは、軟質部１７２ｂのみを含んでもよい。
【００２０】
本実施形態では、硬質部１７２ａの一端が開口部１１３を通過し、本体部１１へ入る。さらに、硬質部１７２ａの外径は、開口部１１３の直径と略等しくなるよう設けられてよい。これにより、硬質部１７２ａのこの端部により開口部１１３が封止されて、本体部１１の気体の流出を防ぐことができる。
【００２１】
本実施形態では、回路基板１５が、本体部１１へ入る硬質部１７２ａの端部に設けられてよい。発光デバイス１が外部電源から受電するときには、外部電源に接続されている配線（不図示）がパイプ１７２内に入り硬質部１７２ａの端部から延びて回路基板１５と接続することにより、回路基板１５および本基板上の各部品に対して給電を行うことができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００２２】
本実施形態では、固定部材１６が開口部１１３の周辺部に固定されて、開口部１１３のサイズを維持する。詳しくは、固定部材１６はクランプリング１６１と固定リング１６２とを含む。クランプリング１６１は開口部１１３の周辺を取り囲むよう設けられ、バルーン１１２の材料の収縮を妨げ、これにより開口部１１３のサイズをクランプリング１６１のサイズと常に同じに保つ。固定リング１６２は、一端がクランプリング１６１と連結され、他端が硬質部１７２ａに締め付けられ、体積制御ユニット１７および本体部１１を組み合わせて、比較的安定した状態を維持させる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００２３】
本実施形態では、センサ１２は本体部１１の体積を感知して、体積計測信号を生成する。コントローラ１４は、体積計測信号を受け取って、発光素子１３の輝度を制御する制御信号を生成する。センサ１２およびコントローラ１４の動作を以下に詳述する。
【００２４】
本実施形態の発光素子１３は、ＬＥＤドライバおよびＬＥＤランプを含むＬＥＤ発光素子であってよい。コントローラ１４は、生成された制御信号をＬＥＤドライバへ出力して、次いで、ＬＥＤドライバがＬＥＤランプを発光させる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００２５】
図２は、本考案の１つの好適な実施形態におけるセンサの動作の概略図である。図３は、本考案の１つの好適な実施形態における発光デバイスを示す機能ブロック図である。以下では、図１、図２、および図３を併せて参照されたい。
【００２６】
本実施形態では、センサ１２は、トランスミッタ１２１およびレシーバ１２２を含む赤外線センサである。発光デバイス１が電源に接続されると、受電したコントローラ１４が開始信号Ｓ２を送信してセンサ１２を起動させる。このとき、トランスミッタ１２１は一定の角度で赤外線伝送光Ｌ１を伝送することができる。赤外線伝送光Ｌ１は、バルーン１１２の壁に接触した後に反射して戻る。レシーバ１２２は、赤外線伝送光Ｌ１の赤外線反射光Ｌ２を受信して、体積計測信号Ｓ１を生成して、体積計測信号Ｓ１をコントローラ１４に出力する。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００２７】
本実施形態では、センサ１２は短期間に連続して赤外線光を送受信することにより、発光素子１３の輝度を即座に本体部１１の現在の体積に相当するものとすることができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００２８】
加えて、トランスミッタ１２１の伝送角度は、センサ１２の本体部１１内の配置に応じて決まる。本実施形態のセンサ１２は、本体部１１の中央ラインＳ上に位置していてよく、トランスミッタ１２１およびレシーバ１２２は、それぞれ中央ラインＳの両側に対称配置されてよい。これにより、トランスミッタ１２１からの赤外線伝送光Ｌ１が本体部１１で反射する反射点Ｄを、バルーン１１２の中央上点とすることができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。他の実施形態では、センサ１２は、本体部１１の他の場所に設けられてもよい。
【００２９】
本実施形態では、本体部１１の体積が変化すると、つまり、バルーン１１２が膨張したり収縮したりすると、センサ１２と反射点Ｄとの間の距離もこれに同期して長短する。従って、トランスミッタ１２１から赤外線伝送光Ｌ１が伝送され、赤外線反射光Ｌ２がレシーバ１２２へ戻る行程も、これに応じて長短する。本体部１１は真空ではないことから、気体内を通る光はエネルギーを失う。従って、赤外線伝送光Ｌ１がトランスミッタ１２１から伝送され、赤外線反射光Ｌ２がレシーバ１２２へと戻る過程で、一定のエネルギーが失われることが想定される。つまり、レシーバ１２２が受け取る赤外線反射光Ｌ２のエネルギーは、トランスミッタ１２１が伝送した赤外線伝送光Ｌ１のエネルギーよりも小さいということになる。さらに、伝送行程が長くなると、エネルギー損失も大きくなる。
【００３０】
本実施形態では、レシーバ１２２は赤外線反射光Ｌ２を受け取り、電圧信号であってよい体積計測信号Ｓ１を生成する。しかし、本考案はこの点に限定されない。他の実施形態では、体積計測信号Ｓ１は電流信号であってもよい。本実施形態では、電圧信号の強度は、赤外線反射光Ｌ２のエネルギーの品質に対応している。つまり、本体部１１の体積が大きくなると、赤外線反射光Ｌ２のエネルギーが小さくなり、電圧信号も弱くなり、この逆もまた然りである。
【００３１】
本実施形態では、コントローラ１４が単一のチップであってよい。しかし、本考案はこの点に限定されない。コントローラ１４はＡ／Ｄコンバータ（不図示）を含みうる。コントローラ１４が体積計測信号Ｓ１を受信すると、先ずＡ／Ｄコンバータが体積計測信号Ｓ１をデジタル信号に変換し、次いでコントローラ１４は、このデジタル信号をパラメータとして利用して内部プログラムに応じて、発光素子１３の輝度を制御する。
【００３２】
詳しくは、コントローラ１４は、内部にルックアップテーブルを備えてよく、ルックアップテーブルは、パルスデューティレートと体積計測信号Ｓ１との間の関係を反映したものであってよい。これにより、コントローラ１４は、本テーブルを参照して、体積計測信号Ｓ１に対応するパルスデューティレートを取得することができる。あるいは、コントローラ１４は、関数関係表現を利用して、体積計測信号Ｓ１に対応するパルスデューティレートを直接算出することもできる。しかし、本考案はこの点に限定されない。コントローラ１４は制御信号を送信して、算出されたパルスデューティレートに応じて発光素子１３の輝度を制御することができる。
【００３３】
本実施形態では、制御信号は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号であってよい。詳しくは、コントローラ１４は、算出されたパルスデューティレートに応じて、対応するＰＷＭ信号を発光素子１３の負極に送信して、ＰＷＭ信号の期間の一部において発光状態となり、本期間の他の部分において消灯状態となるよう、発光素子１３を制御することができる。人間の目は２５Ｈｚを超える周波数の識別ができないので、期間が０．０４ｓ未満であれば、発光素子１３の発光は人間の視覚には連続して見える。さらに、様々なパルスデューティレートの制御により、人間の目は異なる輝度を感知することができる。例えば、人間の目は、パルスデューティレートが０．８である場合の発光素子１３の輝度を、パルスデューティレートが０．３である場合の発光素子１３の輝度よりも大きく感じる傾向がある。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００３４】
本実施形態では、発光素子１３の輝度の増加は無限ではない。コントローラ１４から受信した体積計測信号Ｓ１が臨界値に達すると、コントローラ１４は、所期の内部プログラムに応じて、臨海値に対応する輝度（つまり、最大輝度）を維持するよう発光素子１３を制御することができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００３５】
図４は、本考案の別の実施形態における発光デバイスを示す機能ブロック図である。以下では、図１および図４を併せて参照されたい。
【００３６】
本実施形態では、センサ１２は、本体部１１内の空気圧を感知して、対応する体積計測信号Ｓ１をコントローラ１４に出力する圧力センサである。センサ１２はコントローラ１４と、３ワイヤシリアルインタフェースにより通信することができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００３７】
本実施形態では、センサ１２は短期間に連続して本体部１１の空気圧を感知することにより、発光素子１３の輝度を即座に本体部１１の現在の体積に相当するものとすることができる。しかし、本考案はこの点に限定されない。
【００３８】
本実施形態では、本体部１１の体積が変化すると、バルーン１１２が膨張収縮することができる。このとき、本体部１１内の空気圧もこれに同期して増減することができる。圧力センサは、感知した空気圧に相当する体積計測信号Ｓ１を生成して出力する。体積計測信号Ｓ１は電圧信号であってよい。しかし、本考案はこの点に限定されない。他の実施形態では、体積計測信号Ｓ１は電流信号であってもよい。
【００３９】
本実施形態では、コントローラ１４が単一のチップであってよい。しかし、本考案はこの点に限定されない。コントローラ１４はＡ／Ｄコンバータ（不図示）を含みうる。コントローラ１４が体積計測信号Ｓ１を受信すると、先ずＡ／Ｄコンバータが体積計測信号Ｓ１をデジタル信号に変換し、次いでコントローラ１４は、このデジタル信号をパラメータとして利用して内部プログラムに応じて、発光素子１３の輝度を制御する。本実施形態の詳細は図２および図３に示したものと類似している。従って簡潔性を重視してこの点は説明しない。
【００４０】
上述したことをまとめると、本考案の実施形態の発光デバイスにおいては、体積制御ユニットを用いて本体部の体積を変化させることができる。先行技術による固定化された形状の発光デバイスに比べ、本考案の発光デバイスは視覚効果に優れる。さらにコントローラが、センサが生成する体積計測信号により発光素子の輝度を制御するので、輝度が体積とともに変化するという直感的な利用体験をユーザに提供することができる。加えて、本考案の実施形態の発光デバイスにおいては、本体部に接続されるパイプが硬質部および軟質部を同時に含みうることから、発光デバイスは、一定の構造強度を有し、且つ、形状に柔軟性を持つことができる。さらに、空気ポンプをパイプの軟質部に設けることができることから、軟質部の弾性により、ユーザは発光デバイスを任意の場所で利用することができる。
【００４１】
本考案を特定の好適な実施形態により詳述してきたが、本開示は本考案の範囲を制限するものではない。当業者であれば本考案の範囲内で多くの変形例および変更例を想到することができる。従って、添付請求項の範囲は、上述の好適な実施形態の記載に限定されるべきではない。
【図１】
0003165820.tif 000003
【図２】
0003165820.tif 000004
【図３】
0003165820.tif 000005
【図４】
0003165820.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月19日(2010.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
体積が可変である本体部と、
前記本体部に設けられ、前記本体の体積を感知して、当該感知の結果に相当する体積計測信号を生成するセンサと、
前記本体部に設けられた発光素子と、
前記発光素子と前記センサとに連結され、前記体積計測信号に応じて前記発光素子の輝度を制御するコントローラとを備える、体積が可変である発光デバイス。
【請求項２】
固定部材をさらに備え、
前記本体部は開口部を有し、
前記固定部材は前記開口部の周辺部に固定されて、前記開口部のサイズを維持する請求項１に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項３】
前記本体部に連結され、前記本体部の前記体積を制御する体積制御ユニットをさらに備える請求項１に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項４】
前記体積制御ユニットは、パイプおよび空気ポンプを有し、
前記パイプは前記本体部に接続されており、
前記空気ポンプは前記パイプに設けられており、
前記本体部の前記体積は、前記空気ポンプを動作させることにより制御される請求項３に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項５】
前記パイプは、硬質部および軟質部を含み、
前記硬質部は前記本体部に接続されており、
前記空気ポンプは前記軟質部に設けられている請求項４に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項６】
前記本体部は開口部を有し、
前記パイプの一端は前記開口部を通過し、前記本体部に入り、
前記発光素子は前記パイプの前記一端に設けられている請求項４に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項７】
前記本体部は、バルーンおよび支持部を有し、
前記バルーンは前記支持部にスリーブでつながれている請求項１から６の何れか１項に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項８】
前記支持部はシリカゲル製である請求項７に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項９】
前記センサは、トランスミッタとレシーバとを含む赤外線センサである請求項１から８の何れか１項に記載の体積が可変である発光デバイス。
【請求項１０】
前記センサは圧力センサである請求項１から８の何れか１項に記載の体積が可変である発光デバイス。