(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明デバイスであって、当該照明デバイスは、
第１の部分、
当該照明デバイスが少なくとも２つのコンフィギュレーションをとれるよう前記第１の部分にフレキシブルに結合される第２の部分、及び
当該照明デバイスのコンフィギュレーションを検知するセンサ、
を有し、前記第１の部分及び前記第２の部分の各々は、第１の光源及び第２の光源を有し、前記第１の光源は、第１の方向に光を発し、前記第２の光源は、前記第１の方向と異なる第２の方向に光を発し、当該照明デバイスは、
前記光源を制御するコントローラを有し、
前記センサの出力は、前記コントローラに供給され、該センサの出力に基づいて、前記コントローラは、前記第１の光源、前記第２の光源又は前記第１の光源及び前記第２の光源の組み合わせに選択的に給電する、照明デバイス。
【請求項２】
前記第１の部分及び前記第２の部分はチューブであり、これらチューブの各々について、表面エリアの少なくとも一部が拡散透過性である、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記第１の光源及び前記第２の光源の各々は、複数のＲＧＢ ＬＥＤを有する、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
【請求項４】
前記センサは、ひずみゲージである、請求項１、２又は３に記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記第２の方向は、前記第１の方向と反対である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の照明デバイスを制御する方法であって、
当該照明デバイスのコンフィギュレーションを示すセンサ信号を前記センサから前記コントローラに出力するステップ、
前記センサ信号に基づいて光特性を計算するステップ、及び
制御信号を前記コントローラから前記第１の光源及び／又は前記第２の光源に出力し、前記第１の光源及び／又は前記第２の光源により発せられる光の特性を変えるステップ、を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明デバイスの分野に関し、とりわけ、コンフィギュラブルな(configurable)照明デバイスに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
可変コンフィギュレーション(variable configuration)を持つ照明デバイスを提供することは有利であり、ユーザが、照明デバイスの可変コンフィギュレーションを調整できることも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
上記課題の一つ以上に上手く対処するため、本発明の第１の態様においては、
照明デバイスであって、当該照明デバイスは、
第１の部分、
当該照明デバイスが少なくとも２つのコンフィギュレーションをとれるよう前記第１の部分にフレキシブルに(flexibly)結合される第２の部分、及び
当該照明デバイスのコンフィギュレーションを検知するセンサ、
を有し、
前記第１の部分及び前記第２の部分の各々は、第１の光源及び第２の光源を有し、前記第１の光源は、第１の方向に光を発し、前記第２の光源は、前記第１の方向と異なる第２の方向に光を発し、当該照明デバイスは、
前記光源を制御するコントローラを有し、
前記センサの出力は、前記コントローラに供給され、該センサの出力に基づいて、前記コントローラは、前記第１の光源、前記第２の光源又は前記第１の光源及び前記第２の光源の組み合わせに選択的に給電する、照明デバイス、
が提供される。
【０００４】
照明デバイスを制御する方法も提供される。
【０００５】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載の実施形態を参照して明らかとなり、詳述されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の例が、添付の図面を参照して詳細に述べられる。
【図１】最小限に曲げられたコンフィギュレーションの照明デバイスの一実施形態を示す。
【図２】曲げられたコンフィギュレーションの照明デバイスの一実施形態を示す。
【図３】線形コンフィギュレーションの照明デバイスの一実施形態を示す。
【図４】照明デバイスに用いられてもよいチューブの一実施形態を示す。
【図５】照明デバイスに用いられてもよいチューブ内に置かれる第１の光源により発せられる光の光線追跡の可視化を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、照明デバイス１の一実施形態を示す。この実施形態において、第１の部分及び第２の部分は、チューブ２を有する。照明デバイス１は、光を発するための内面３、及び光を発するための外面４を持つ。光源（図示せず）、センサ（図示せず）及びコントローラ（図示せず）が、センサの出力に基づいて所望の色、色温度又は輝度の光を放つために設けられる。このセンサの出力は、照明デバイス１のコンフィギュレーションに基づく。
【０００８】
図２は、曲げられたコンフィギュレーションの照明デバイス１の一実施形態を示す。斯かる湾曲(curvature)は、ランプのユーザによりコンフィギュアされてもよい。照明デバイス１は、該照明デバイスの端部が重なるように曲げられていることが図からわかる。内面３を通して第１の光源によって発せられる光の輝度、色又は色温度は、ユーザがコンフィギュアした照明デバイス１のコンフィギュレーションに基づいてコントローラにより調整されてもよい。照明デバイス１の外面４を通して第２の光源によって発せられる光の輝度、色又は色温度も、ユーザがコンフィギュアした照明デバイス１のコンフィギュレーションに基づいてコントローラにより調整されてもよい。外面４を通して第２の光源によって発せられる光の調整は、内面３を通して第１の光源によって発せられる光の調整と同時に行われてもよく、別個であってもよく、これらの調整は重複してもよい。第１の光源及び第２の光源は、コントローラにより制御されるパターンで光を発してもよい。
【０００９】
図３は、線形コンフィギュレーションの照明デバイス１の一実施形態を示す。内面３は、所望の輝度、色又は色温度の光を発してもよい。センサ７は、照明デバイス１のコンフィギュレーションを検知する。照明デバイス１のコンフィギュレーションを検知するのに適するであろうセンサは、ひずみゲージである。
【００１０】
普通のタイプのひずみゲージは、金属箔パターンを支持する絶縁されたバッキング(insulated backing)から成る。ゲージは、適切な接着剤、例えば、シアノアクリレートにより照明装置１の第１の部分及び第２の部分の間に取り付けられる。これらの部分がコンフィギュアされる場合、箔は変形し、該箔の電気抵抗の変化をもたらす。
【００１１】
ひずみゲージは、電気伝導度の物理的特性及び導体の幾何学形状へのその依存性の利点を持つ。導電体が、切れないように又は永久的に変形しないように弾性限界内で伸長される場合、該導電体は、より狭く且つより長くなる。これらは、端部間の電気抵抗を増す変化である。逆に、導電体が、ひん曲がらないように圧縮される場合、該導電体は、より広く且つより短くなる。これらは、端部間の電気抵抗を減らす変化である。ひずみゲージの測定された電気抵抗から、加えられた応力の量が推測されことができる。
【００１２】
典型的なひずみゲージは、平行線の配向方向の僅かな量の応力が、導電ラインのアレイの導体表面の有効長にわたる拡大されたひずみ測定をもたらし、斯くして、単一の直線導電ワイヤを用いて観察されるであろうよりも、拡大された抵抗の変化をもたらすように、該平行線のジグザグパターンで長く薄い導電ストリップを配設する。
【００１３】
励起電圧が、ひずみネットワークの入力リード線に印加される。この電圧は、照明デバイス１内のコントローラにより供給されることができ、又はバッテリ等の内部又は外部電圧源により提供されてもよい。ひとたび電圧が入力に印加されると、電圧の読み(voltage reading)が、出力リード線から取られる。典型的な入力電圧は、５Ｖ又は１２Ｖであり、典型的な出力の読みは、ミリボルト単位である。
【００１４】
箔ひずみゲージが、多くの状況で用いられる。異なるアプリケーションは、ゲージに異なる要求をつきつける。大抵の場合、ひずみゲージの配向が重要である。
【００１５】
動的実験で応答を測定するのに用いられるゲージは、数日間物体に取り付けられ、一時間未満電圧が印加され、一秒未満動作することしか必要ないかもしれないが、ロードセルに取り付けられるゲージは、通常、数十年ではないとしても、数年間にわたり安定していることが期待されるであろう。照明デバイス１内のひずみゲージの寿命は、第１及び第２の光源の寿命と同等であるべきである。
【００１６】
ひずみゲージは、接着剤を用いて基板に取り付けられる。接着剤のタイプは、要求される測定システムの寿命に依存する。短期間の測定（数週間まで）のためには、シアノアクリル接着剤が適している。長持ちする設備のためには、エポキシ接着剤が要求される。通常、エポキシ接着剤は、高温硬化（約８０〜１００℃）を必要とする。ひずみゲージが接着されるべき表面の準備が極めて重要である。表面は、（例えば非常に微細なサンドペーパで）滑らかにされなければならず、溶剤で油分が取られ、次いで、溶剤跡が取り除かれなければならず、ひずみゲージは、準備されたエリアの酸化又は汚染を避けるためその後素早く接着されなければならない。これらのステップを踏まない場合、表面に固着するひずみゲージは信頼性がなく、予測不能な測定誤差を生じる可能性がある。
【００１７】
容量性ひずみゲージは、機械的変形のレベルを指示するため可変容量を用いる。
【００１８】
小さなひずみの測定のため、半導体ひずみゲージ、いわゆるピエゾ抵抗が、箔ゲージよりもしばしば好ましい。半導体ゲージは、通常、箔ゲージよりも大きいゲージ率を持つ。半導体ゲージは、より高価であり、温度変化によりセンシティブであり、箔ゲージよりも脆弱である傾向がある。
【００１９】
ナノ粒子ベースの箔ゲージが、新しく期待される技術として現れている。活性領域(active area)が導電性金ナノ粒子のアセンブリから作られる。これら抵抗性センサは、その高インピーダンスに起因する小さな電気的消費、大きな変形範囲及び高いゲージ率を兼ね備える。
【００２０】
照明デバイス１の湾曲を検知する他のやり方は、飛行時間測定を用いる光学センサ７を用いることである。少なくとも３つのセンサ（照明デバイス１の各端部に一つ及び中央に第３のセンサ）が用いられる場合、三角測量の原理を用いて中央に対する照明デバイス１の端部の相対位置を計算することができる。これは、照明デバイス１が製造される際にセンサ７の位置が知られるために可能であり、ゆえに、正確に較正される場合、すなわち、照明デバイス１が既知の位置にあり、これらセンサ７間の距離が正確に測定され得る場合、システムはロバストであると判明できる。
【００２１】
第１及び第２の光源の一実施形態は、ＬＥＤストリップを利用する。（ＬＥＤテープ又はリボンライトとしても知られる）ＬＥＤストリップライト(LED Strip Light)は、通常粘着性バッキングを伴う表面実装型発光ダイオードの可撓性ストリップである。これは、製造時の迅速且つセキュアな配置を可能にする。当業者に既知である他の固定方法が、これに代えて用いられてもよいことは明白であろう。
【００２２】
ＬＥＤストリップは、異なる特性、すなわち、輝度、色温度又はフルＲＧＢカラー変化を持つように製造されてもよい。ＬＥＤストリップは、各ＬＥＤの近くに配置される個別制御チップを備えてもよい。または、１つのチップが、多部品照明器具(multi-part luminaire)内の複数の部品の各々においてストリップ毎に設けられてもよい。または、これらＬＥＤの制御が、多部品照明器具内のメインコントローラにより単独で行われるようにしてもよい。有利で好ましい任意の組み合わせが利用されてもよい。
【００２３】
最も単純なタイプのＬＥＤストリップは、シングルカラーで、アドレス不能なＬＥＤストリップである。ストリップ内のどのＬＥＤも、典型的には２７００Ｋから６５００Ｋの色温度範囲内の単白色である。
【００２４】
単一のチップが、各設定がどのＬＥＤにも適用されるようにストランド内の全てのＬＥＤに一度にアドレスする。
【００２５】
ＲＧＢで、アドレス不能なＬＥＤストリップはより複雑である。ＲＧＢ ＬＥＤは、複数の色を出力できるが、ストランド全体は、当該ストリップ内の全てのＬＥＤが同じ色を呈すように同じアドレスを用いる。
【００２６】
アドレス可能なＬＥＤストリップは、ＬＥＤ毎に個別チップを持つ。これらは、白色ＬＥＤの場合、ＬＥＤ毎に輝度及び／又は色温度のチューニングを可能にし、又はＲＧＢ ＬＥＤ毎にフルカラー制御及び／又は輝度制御を可能にする。各ＬＥＤが専用チップにより制御されるので、追い掛け(chasing)又はストロボ(strobing)等のさらなる照明効果も可能である。
【００２７】
照明デバイス１は、例えば庭等の屋外環境で用いるのに適するかもしれない。これは、防水ＬＥＤライトストリップを用いることにより実現され得る。防水ＬＥＤストリップは、回路が水と直に接触することを防ぐため熱伝導エポキシで覆われる。
【００２８】
ＬＥＤストリップは、典型的には、本例の場合コントローラにより供給される直流の１２Ｖ又は２４Ｖで動作する。ＵＳＢストリップライトは、ＵＳＢデバイスにより用いられる標準５Ｖ直流で動作する。
【００２９】
ユーザは、光出力の誂え(tailoring)又は審美的要求を満たすため照明デバイス１の湾曲をコンフィギュアするかもしれない。照明デバイス１が最小の湾曲を持つ場合、すなわち、照明デバイス１が略々線形である場合、照明デバイス１の内面３は、湾曲がより顕著である場合よりも高い輝度で光を送出してもよい。照明デバイス１内のコントローラは、センサ７からの出力に基づいて第１の光源及び／又は第２の光源により発せられる光の特性を調整するようにコンフィギュアされてもよい。センサ７は、照明デバイス１のコンフィギュレーションを検知し、検知された湾曲の量(amount of curvature)に基づくセンサ信号、例えば、電圧を出力する。
【００３０】
コントローラは、このセンサ信号を受信し、所定のアルゴリズムに基づいて要求される光特性を演算する。コントローラは、照明デバイス１がユーザにより巻かれない(uncurled)場合、第１の光源により発せられる光の輝度を増加させてもよい。代替的に、コントローラは、ユーザが照明デバイス１を巻かない場合、第１の光源により発せられる光の輝度を減少させてもよい。
【００３１】
さらなる実施形態において、第１の光源は、ＲＧＢ ＬＥＤを有してもよく、色が、照明デバイス１のコンフィギュレーションに基づいてコントローラにより変えられてもよい。例えば、ＲＧＢ ＬＥＤは、ひとたび所定の湾曲を超えると赤色光を放つ、すなわち、ユーザが照明デバイスを真っ直ぐにしている場合に、ひとたびある最小湾曲閾値に達すると、ＲＧＢ ＬＥＤは、赤色光を発するように制御されてもよい。
【００３２】
さらなる実施形態において、ＲＧＢ ＬＥＤは、所定の最小湾曲閾値を超えた場合に照明効果、例えば色の回転変化(rolling change of color)をもたらし始めるように制御されてもよい。斯かる最小湾曲に至るまでＲＧＢ光源は、白色光を発しているようにしてもよい。代替的に、色効果は、最小湾曲閾値に達するまでもたらされ、その後、閾値を超えた場合、第１の光源が白色光を発するようにしてもよい。
【００３３】
さらなる実施形態において、第２の光源は、該第２の光源により発せられる光の輝度及び／又は光の色を変えるように制御されてもよい。これは、第１の光源と同様に、照明デバイス１のコンフィギュレーションの変化、例えば、ユーザにより調整された照明デバイス１の湾曲に基づいてもよい。さらなる実施形態において、コントローラは、ひとたび最小湾曲閾値を超えると第２の光源により発せられる光の輝度を減少させ、同時に、第１の光源が白色光を発するようにコンフィギュアされてもよい。これは、照明デバイス１により引き込まれる電気的負荷を減少させるとともに、第１の光源及び第２の光源の組み合わせにより生成される熱的負荷を減少させる点でためになるであろう。これは、照明デバイス１内の複数の部品のサイズが小さくなる場合に有利であり、ＬＥＤに対する要求されるヒートシンクが小さくなるので経済的利益をもたらすであろう。
【００３４】
さらなる実施形態において、コントローラは、ひとたび所定の最小湾曲閾値に達すると照明器具の湾曲の減少に基づいて第１の光源により発せられる白色光の輝度を漸進的に減少させてもよい。
【００３５】
図４は、照明デバイス１に用いられてもよいチューブ２の一実施形態を示す。第１及び第２の部分は、チューブ２を有する。これらチューブ２は、表面エリアの少なくとも一部が拡散透過性であってもよい。チューブ２は、第１の光源及び第２の光源が各チューブの内側に収容された状態で垂直向きに配設されてもよい。
【００３６】
チューブ２は、ユーザがコンフィギュラブルな照明デバイス１を製造可能にするためこれらの長さ方向に沿ってフレキシブルに連結されてもよい。チューブ２は、全て同じ長さであってもよく、長さが様々でもよい。チューブ２の長さの違い(variation)は、審美的な利点を与えるかもしれない。チューブ２の長さの違いは、照明デバイス１の中間点に位置する垂直軸を中心として対称的又は非対称的であってもよく、ランダムであってもよく、所望とされる任意の他のパターンであってもよい。
【００３７】
図５は、照明デバイス１に用いられてもよいチューブ２内に置かれる第１の光源５により発せられる光の光線追跡(ray trace)６の可視化を示す。第１の光源５は、該第１の光源と反対側のチューブ２の壁８に向かう光軸に沿って光を発する。第２の光源の光線追跡及び第２の光源自体は、明瞭さの観点で示されていない。
【００３８】
本発明が、図面及び上述の記載において詳細に述べられたが、これらの描写及び記載は、単なる例示であって、限定的に解釈されるべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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