| 【発明の名称】 |
携帯用のライト |
| 【発明者】 |
【氏名】横野 浩一
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| 【要約】 |
【課題】発光ダイオードを点滅するデューティー比や周期を調整して、光源の発光輝度を用途に最適な明るさとし、電池を長く使用する。
【解決手段】携帯用のライトは、発光色が異なる複数の発光ダイオード１と、発光ダイオード１を点灯する電池２と、電池２と発光ダイオード１との間に接続されて発光ダイオード１を点滅する点滅スイッチ３と、この点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるように制御する発振回路４と、この発振回路４が点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を切り換える輝度周期切換スイッチ５とを備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 発光色が異なる複数の発光ダイオード(1)と、発光ダイオード(1)を点灯する電池(2)と、電池(2)と発光ダイオード(1)との間に接続されて発光ダイオード(1)を点滅する点滅スイッチ(3)と、この点滅スイッチ(3)をオンオフに切り換えるように制御する発振回路(4)と、この発振回路(4)が点滅スイッチ(3)をオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を切り換える輝度周期切換スイッチ(5)とを備える携帯用のライト。
【請求項２】 輝度周期切換スイッチ(5)が、発振回路(4)の周期とデューティー比の両方を切り換えて、発光ダイオード(1)の平均輝度と周期とを切り換える請求項１に記載される携帯用のライト。
【請求項３】 輝度周期切換スイッチ(5)が、発振回路(4)の周期を、３０ｍ秒よりも長い周期と短い周期とに切り換える請求項１に記載される携帯用のライト。
【請求項４】 発光ダイオード(1)が、白、赤、緑色の発光ダイオード(1)と、発光させる発光ダイオード(1)を切り換えて発光色を変更する発光色切換スイッチ(8)とを備える請求項１に記載される携帯用のライト。
【請求項５】 発光ダイオード(1)が、赤、青、緑色の発光ダイオード(1)と、発光させる発光ダイオード(1)を切り換えて発光色を変更する発光色切換スイッチ(8)とを備える請求項１に記載される携帯用のライト。
【請求項６】 発光色が白色である複数の発光ダイオード(1)と、発光ダイオード(1)を点灯する電池(2)と、電池(2)と発光ダイオード(1)との間に接続されて発光ダイオード(1)を点滅する点滅スイッチ(3)と、この点滅スイッチ(3)をオンオフに切り換えるように制御する発振回路(4)と、この発振回路(4)が点滅スイッチ(3)をオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を切り換える輝度周期切換スイッチ(5)とを備える携帯用のライト。
【請求項７】 輝度周期切換スイッチ(5)が、発振回路(4)の周期とデューティー比の両方を切り換えて、発光ダイオード(1)の平均輝度と周期とを切り換える請求項６に記載される携帯用のライト。
【請求項８】 輝度周期切換スイッチ(5)が、発振回路(4)の周期を、３０ｍ秒よりも長い周期と短い周期とに切り換える請求項６に記載される携帯用のライト。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、明るさを調整できる携帯用のライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の携帯用のライトは、クリプトン電球やハロゲン球等の電球を使用している。これ等の電球は、電流を制御して明るさを調整できる。ただ、これ等の電球は電流を制御して明るさを調整すると、効率が著しく低下する欠点がある。また、電流を制御するために、たとえば、電球と直列に抵抗を接続すると、抵抗が電力を消費してさらに発光効率が低下する。
【０００３】抵抗が電力を消費する欠点は、スイッチを一定の周期でオンオフに切り換えて、電球をパルス発光させることにより解消できる。オンオフに切り換えるスイッチは、デューティー比を変化させて、電球の平均電力を調整できる。しかしながら、電球は、パルス発光させると寿命が極端に短くなる性質がある。それは、オンオフに切り換えると、フィラメントが加熱された状態で大電流が流れて過熱されるからである。フィラメントの温度はオフになった瞬間には常温まで低下せず、ゆっくりと低下する。このため、オフからオンに切り換えられる瞬間においては、温度の高いフィラメントに大電流が流れて、過熱状態となって寿命を短くする。フィラメントは、オンになった瞬間には電気抵抗が小さいので大電流が流れる性質がある。フィラメントは、オンになった瞬間に大電流が流れて温度が急激に上昇し、温度が高くなると電気抵抗が大きくなって電流が減少して定常状態となる。電球は、消灯してフィラメント温度を充分に低くした状態で点灯すると、フィラメントが過熱されることがない。
【０００４】また、電球をパルス発光させる方法では、電球を効率よく発光させることもできない。それは、フィラメントが発光するまでの時間遅れが大きいからである。
【０００５】電球の欠点を解消する発光素子として、発光ダイオードが注目されるようになった。発光ダイオードは、発光の応答速度が極めて速いので、パルス発光によって平均的な発光輝度を自由に調整でき、さらに、フィラメントがないので寿命が長い特長がある。
【０００６】発光ダイオードを光源に使用したライトは、たとえば下記の公報に記載される。
■ 実開平５−５５４０２号公報■ 実開平６−５０１０１号公報【０００７】■の公報には、発光色が異なる複数の発光ダイオードを設けたマルチカラーフラットランプが記載される。このランプは、白の発光ダイオードと赤及び緑色の発光ダイオードとを、スイッチを介して電池に接続している。スイッチを切り換えて発光色を変化できるようにしている。
【０００８】■の公報には、円錐状の反射鏡の中心にクリプトン球を設け、反射鏡の背面でその周囲に発光ダイオードを設けた携帯用のライトが記載される。発光ダイオードの発光は、反射鏡の背面で反射されて、周囲に放射される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上の公報に記載されるライトは、光源に発光ダイオードを使用するので、光源が電球のように切れることがなく、長時間安定して使用できる特長がある。しかしながら、これ等のライトは、光源の輝度調整ができないので、用途に最適な明るとして使用できず、電池を理想的な状態で使用して長い時間使用することができず、また、光源を点滅させることによって、警告用または識別用としてよく目だつように発光できない欠点がある。
【００１０】本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、発光ダイオードを点滅するデューティー比と周期のいずれかまたは両方を調整することにより、光源の発光輝度を用途に最適な明るさとして、電池を長く使用でき、さらにまた、必要ならば光源の点滅周期を長くすることによって、警告用または識別用としてよく目だつ信号器としても使用できるように設計できる携帯用のライトを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の携帯用のライトは、発光色が異なる複数の発光ダイオード１と、発光ダイオード１を点灯する電池２と、電池２と発光ダイオード１との間に接続されて発光ダイオード１を点滅する点滅スイッチ３と、この点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるように制御する発振回路４と、この発振回路４が点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を切り換える輝度周期切換スイッチ５とを備える。
【００１２】本発明の請求項２の携帯用のライトは、輝度周期切換スイッチ５が、発振回路４の周期とデューティー比の両方を切り換えて、発光色が異なる複数の発光ダイオード１の平均輝度と周期とを切り換えている。
【００１３】本発明の請求項３の携帯用のライトは、輝度周期切換スイッチ５が、発振回路４の周期を、３０ｍ秒よりも長い周期と短い周期とに切り換えている。
【００１４】本発明の請求項４の携帯用のライトは、発光ダイオード１が、白、赤、緑色の発光ダイオード１と、発光させる発光ダイオード１を切り換えて発光色を変更する発光色切換スイッチ８とを備える。さらに、本発明の請求項５の携帯用のライトは、発光ダイオード１が、赤、青、緑色の発光ダイオード１と、発光させる発光ダイオード１を切り換えて発光色を変更する発光色切換スイッチ８とを備える。
【００１５】本発明の請求項６の携帯用のライトは、発光色が白色である複数の発光ダイオード１と、発光ダイオード１を点灯する電池２と、電池２と発光ダイオード１との間に接続されて発光ダイオード１を点滅する点滅スイッチ３と、この点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるように制御する発振回路４と、この発振回路４が点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を切り換える輝度周期切換スイッチ５とを備える。
【００１６】本発明の請求項７の携帯用のライトは、輝度周期切換スイッチ５が、発振回路４の周期とデューティー比の両方を切り換えて、白色である複数の発光ダイオード１の平均輝度と周期とを切り換えている。
【００１７】本発明の請求項８の携帯用のライトは、輝度周期切換スイッチ５が、発振回路４の周期を、３０ｍ秒よりも長い周期と短い周期とに切り換えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための携帯用のライトを例示するものであって、本発明は携帯用のライトを以下のものに特定しない。
【００１９】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】図１ないし図３は携帯用のライトの正面図、側面図、平面図を示し、図４は携帯用のライトの回路図を示す。これ等の図に示す携帯用のライトは、発光色が異なる複数の発光ダイオード１と、発光ダイオード１を点灯する電池２と、電池２と発光ダイオード１との間に接続されて発光ダイオード１を点滅する点滅スイッチ３と、この点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるように制御する発振回路４と、この発振回路４が点滅スイッチ３をオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を切り換える輝度周期切換スイッチ５とを備える。
【００２１】発光ダイオード１は、ケース６の正面に並べられて固定され、各々の発光ダイオード１は、光ビームを同じ方向に照射するように固定される。図の携帯用のライトは、規則正しく均等に並べられた、白、赤、緑色の発光ダイオード１を合計で３７個備える。この携帯用のライトは、全ての発光ダイオード１を点灯して、最も明るく発光できる。また、白、赤、緑色の発光ダイオード１を単独で発光させると白、赤、緑色のいずれかの発光色で点灯できる。さらにまた、赤と緑色の発光ダイオードを同時に点灯して黄色に発光でき、白と赤色の発光ダイオードを点灯して淡い赤、白と緑色の発光ダイオードを点灯して淡い緑、さらに、白と赤と緑色の発光ダイオードを点灯して淡い黄色に点灯できる。さらにまた、図示しないが、発光ダイオードは、赤、青、緑色の発光ダイオードの３色の組合せとして、白色からより多色の発光色に点灯できる。さらに、赤、青、緑色等の発光ダイオードに加えて白色の発光ダイオードも一緒に設けることができ、また、赤、青、緑、白色のいずれかの２色の発光ダイオードとすることもできる。
【００２２】さらにまた、携帯用のライトは、全ての発光ダイオードを白色発光のものとすることもできる。白色発光の発光ダイオードには、赤、青、緑色に発光するＬＥＤチップを内蔵して、全てのチップを発光させて白色発光とするもの、あるいは、青色発光のＬＥＤチップと蛍光体とで白色に発光するものが使用できる。全ての発光ダイオードを白色発光とする携帯用のライトは、発光色を白色とするので、従来の電球を使用するライトに代わって使用できる。
【００２３】複数の発光ダイオード１は、直列または並列に接続される。赤色の発光ダイオード１は、青色と緑色の発光ダイオード１に比較して低い電圧で点灯される。発光ダイオード１は、直列と並列に接続する個数を調整し、また直接に電流制限抵抗７を接続して、適正な電流が流れる状態で電池２に接続される。
【００２４】図４の回路図に示す携帯用のライトは、発光色を切り換える発光色切換スイッチ８と、点滅スイッチ３と並列に接続している連続点灯スイッチ９と、デューティー比と周期の両方を切り換える輝度周期切換スイッチ５とを備えている。
【００２５】発光色切換スイッチ８は、発光色が異なる発光ダイオード１を単独で電池２に接続し、あるいは、発光色が異なる２色、または３色の発光ダイオード１を一緒に電池２に接続できるスイッチである。発光色が異なる発光ダイオード１を単独で電池２に接続する発光色切換スイッチ８は、携帯用のライトの発光色を赤、青、緑、白色とすることができる。発光色が異なる複数の発光色切換スイッチ８を一緒に電池２に接続する発光色切換スイッチ８は、携帯用のライトの発光色を複数の発光ダイオード１の混色とすることができる。
【００２６】点滅スイッチ３はトランジスターで、コレクターを発光ダイオード１に、エミッターを連続点灯スイッチ９を介して電池２に接続している。点滅スイッチ３であるトランジスターは、ベースを発振回路４に接続して、発振回路４の出力でオンオフに切り換えられる。連続点灯スイッチ９が電池２を点滅スイッチ３であるトランジスターに接続する状態で、トランジスターがオンになると発光ダイオード１が点灯され、トランジスターがオフになると発光ダイオード１は消灯される。図の携帯用のライトは、点滅スイッチ３をトランジスターとしているが、この点滅スイッチ３にはＦＥＴ等の半導体スイッチング素子が使用できる。
【００２７】発振回路４は、所定の周期の矩形波を出力して、点滅スイッチ３であるトランジスターをオンオフに切り換える。図の発振回路４は、出力側を入力側に帰還する抵抗を接続してるオペアンプ１０を備えている。オペアンプ１０の−側入力端子には、輝度周期切換スイッチ５を介して、静電容量が異なるコンデンサー１１を接続している。輝度周期切換スイッチ５が、オペアンプ１０の−側入力端子に接続するコンデンサー１１の静電容量を変更すると、発振回路４は出力する矩形波のデューティー比と周期とが変更される。
【００２８】図の発振回路４は、輝度周期切換スイッチ５が、１０００ｐＦのコンデンサー１１をオペアンプ１０に接続するとき、図５の（ａ）に示すように、パルス幅が１ｍ秒で周期が６ｍ秒の矩形波を出力する。このため、この矩形波がベースに入力される点滅スイッチ３であるトランジスターは、１ｍ秒間のオン、５ｍ秒間のオフを繰り返して、発光ダイオード１を点滅させる。この周期で点滅する発光ダイオード１は、点滅の周期が早く、肉眼では連続して点灯している状態に見える。ただ、点滅するデューティー比が約１７％と少なくなるので暗く見える。
【００２９】輝度周期切換スイッチ５がを０．０２２μＦのコンデンサー１１をオペアンプ１０に接続するとき、図５の（ｂ）に示すように、パルス幅が１０ｍ秒で周期が３０ｍ秒の矩形波を出力する。このため、この矩形波がベースに入力される点滅スイッチ３であるトランジスターは、１０ｍ秒間のオン、２０ｍ秒間のオフを繰り返して、発光ダイオード１を点滅させる。この周期で点滅する発光ダイオード１も、肉眼ではほぼ連続する状態に見える。発光ダイオード１が点滅するデューティー比は約３３％となるので、１０００ｐＦのコンデンサー１１を接続する状態に比較すると多少発光する。ただし、発光ダイオード１に連続して通電する状態に比較すると暗くなる。
【００３０】輝度周期切換スイッチ５がを２．２μＦのコンデンサー１１をオペアンプ１０に接続するとき、図５の（ｃ）に示すように、パルス幅が５００ｍ秒で周期が１秒の矩形波を出力する。このため、この矩形波がベースに入力される点滅スイッチ３であるトランジスターは、５００ｍ秒間のオン、５００ｍ秒間のオフを繰り返して、発光ダイオード１を点滅させる。この周期で点滅する発光ダイオード１は、周期が長いので肉眼では点滅する状態に見える。
【００３１】人間の目は、発光ダイオード１が点滅する周期が約３０ｍ秒よりも早いと、連続して点灯している状態に見え、これよりも周期が長くなると、点滅する状態として観察される。したがって、発振回路４は、出力する矩形の周期を、この周期よりも短くして、連続して点灯して見えるようにでき、また、この周期よりも長くして発光ダイオード１が点滅するように観測される。
【００３２】
【発明の効果】本発明の携帯用のライトは、発光ダイオードを点滅するデューティー比と周期のいずれかまたは両方を調整して、光源の発光輝度を用途に最適な明るさとし、また、電池を長く使用できる特長がある。それは、本発明の携帯用のライトが、光源として発光色が異なる複数の発光ダイオードを備えると共に、この発光ダイオードをオンオフに切り換える点滅スイッチで点滅し、さらに、発振回路が点滅スイッチをオンオフに切り換えるデューティー比と周期のいずれかまたは両方を輝度周期切換スイッチで切り換えて、発光輝度を最適値に調整するからである。光源に使用している発光ダイオードは応答速度が極めて速いので、目でちらつきが判らない短い周期で点滅して、明るさを自由に調整できる。また、周期を長くすることによって、目にわかるように点滅して、注意をひく表示に使用することもできる。さらに、発光ダイオードは点滅周期にかかわらず、寿命が短くなることがなく、高い発光効率で大幅に明るさを調整できる特長がある。さらにまた、発光ダイオードは、ダイオードのｐｎ接合部分を発光させるものであって、電球のように切れやすいフィラメントがない。このため、電球とは比較にならない程寿命が長く、発光ダイオードを交換することなく、長期間にわたって極めて安定して使用できる特長がある。
【００３３】さらに、本発明の携帯用のライトは、発光ダイオードの点滅周期を長くして目で点滅を確認できる周期、たとえば、１秒程度の点滅周期と長くすることにより、警告用または識別用の信号器として非常によく目だつようにできる特長もある。とくに、赤や黄色の発光ダイオードを点滅させることによって、特に目だつ信号器として使用することもできる。さらにまた、警告用や識別用として使用される信号器においては、信頼性が極めて重要となる。本発明の携帯用のライトは、発光ダイオードを光源に使用するので、電球に比べて切れにくく、頻繁に交換する必要がない。このため、発光ダイオードを、はんだ等で確実に接続して接触不良を極減できる。これに対して、電球を光源に使用する場合は、頻繁に交換しなければならないので、接点を介して接続する必要がある。ほとんどの電球は、２つある接点のうち一方をはんだ面としているので、表面が接触不良を起こしやすい状態となる。このように、電球を光源に使用すると、接触不良を起こしやすく、信頼性を低くしてしまう。とくに、信号器等は、緊急時や非常時に確実に使用できることが極めて重要である。したがって、本発明の携帯用のライトは、警告用または識別用の信号器として使用する場合、接触不良を極減し、高い信頼性で長期間にわたって安心して使用できる特長もある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月３０日（１９９９．９．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４３５４
【弁理士】
【氏名又は名称】豊栖 康弘
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０１９０１（Ｐ２００１−１０１９０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月１３日（２００１．４．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２７８９０８ |
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