JP2007165065A - 照明器具 - Google Patents

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【課題】 照明器具の発光部から筒体内に発光された光の減衰を抑えながら照明器具の先端部まで導光させることで、筒体全体をできるだけ均一に光せることができる照明器具を提供する。
【解決手段】 本実施の形態に係る誘導灯10は、照明体12と、この照明体12に接続される把持部としての電池ケース14とから構成される。照明体12は、円筒形状の筒体16と、筒体16の一端に設けられた発光部18とから構成される。筒体16は、外筒20と、外筒20の内側に設けられたプリズムシート22と、プリズムシート22の内側に設けられたレンズシート24と、筒体16の一端側に設けられる上部カバー26と、上部カバー26内に設けられる反射部材28とから構成される。レンズシート24は、その表面に、筒体16の周方向に平行な複数のプリズム溝24bによって仕切られた多数の三角柱状のプリズム24aが形成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、照明器具に関し、特に筒状の照明器具に好適な発明である。
従来から、筒の内部にLED(発光ダイオード)等の光源を備えた照明器具が知られている。例えば、下記特許文献1には、棒状の鞘内部に複数のLEDを備えた誘導棒が開示されている。
特開平8−64002号公報
図7は、上記特許文献1に開示されている誘導棒100の構成を示す概略断面図(点滅体の一部を断面として表した図)である。図7に示すように、従来の誘導棒100は、鞘102と、連結部104と、握り部106とから構成される。鞘102の内部には、基板110と、基板110に接続された2本の導線112と、導線112に接続されたLED114とからなる点滅体108が収容されている。この誘導棒100は、夜間の交通検問又は交通整理等に使用されており、その際には、LED114を点滅(点灯)させた状態で握り部106を持ちながら上下左右に振ったりして使用される。
ところが、この誘導棒100は、点滅体108として、棒状の導線112に複数のLED114を半田付け等により取り付けられたものが、鞘102の内部全体に渡って設けられている。このため、使用者が握り部106を持ちながら上下左右に振ったりして使用した場合に、導線112とLED114との接続が外れたり、LED114が衝撃により破損したりする場合があった。また、LED114を導線112に取り付けるのに手間がかかると共に、製造コストも高くなってしまう等の問題があった。そこで、このような問題を解決するために、下記特許文献2及び特許文献3が開示されている。
特開2003−297111号公報 特開2003−297112号公報
例えば、上記特許文献2には、棒状の光分散体(発光部)の一端側内部に設けられた高輝度発光ダイオードを発光することで、光分散体(発光部)全体を光らせようとした棒状ライトが開示されている。この棒状ライトは、電源としての電池を収容する電池ケースと、その一端に固着された発光部とから構成される。発光部は、筒状の光分散体と、その内部に配置された半透明アクリル樹脂からなる円柱状の導光体と、導光体の外周面を被覆する半反射フィルムとを備える。また、光分散体の一端(電池ケース側)内部中央には、高輝度発光ダイオードが配置され、他端面には光反射体が対面配置されている。
この棒状ライトにおいては、高輝度発光ダイオードから発光された光がアクリル樹脂からなる導光体内に導かれる。この導光体内に導かれた光は、光反射体に反射されると共に、半反射フィルムにも反射される。そして、この反射された光は、半反射フィルムを通って光分散体を透過することで分散され、光分散体の外周表面全体を光らせるものである。
また、上記特許文献3には、円筒状の光透過性部材の一端側に配置された高輝度LEDを発光することで、光透過性部材全体が点灯されたように光った状態とすることができる筒型点灯装置が開示されている。この筒型点灯装置は、内部に高輝度LED等を備えたケース部材と、このケース部材に連結固定される光透過性部材とから構成される。光透過性部材の内部空間内には、長手方向において、等間隔に複数のドーナッツ状の導光部材が配置されている。
この筒型点灯装置において、高輝度LEDから発光された光は、光透過性部材の内部に設けられた一番手前の導光部材(高輝度LEDに一番近い導光部材)に照射される。このとき、照射された光の一部は、ドーナッツ状の導光部材の孔(通過部)を通過して、次の(先端部側)導光部財に照射される。また、照射された他の光(孔を通過しない光)は、導光部材の入射部から導光部材内に入射する。この入射した光は、導光部材内を肉厚方向に反射しながら外周側に進む。そして、この外周側に進んだ光は、光透過部材の内周面へと到達し、導光部材の出射部から外部へと放出される。このように、高輝度LEDから発光されて導光部材に照射された光は、その一部がドーナッツ状の導光部材の孔(通過部)を通過し次の導光部財に照射される。そして、順次、先端部に向け照射されていく。また、導光部材の孔を通過せず、導光部材の入射部に入射した光は、導光部材内で反射しながら外周側に進み、出射部から外部に放出される。これにより、光透過性部材全体を点灯されたように光った状態とするものである。
しかしながら、上記特許文献2に記載の棒状ライトでは、導光体の導光率が低いので、高輝度発光ダイオードから発光された光が先端部に到達するまでに導光体内で徐々に減衰してしまう。このため、この棒状ライトでは、高輝度発光ダイオードから近い部分では明るく、遠ざかるにつれて急激に暗くなるという問題があった。また、上記特許文献3に記載の筒型点灯装置では、高輝度LEDから発光された光が順番に複数の導光部材を通過することで徐々に減衰しまう。そのため、この筒型点灯装置でも、高輝度LEDに近い部分では明るく、遠ざかるにつれて急激に暗くなるという問題があった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、照明器具の発光部から筒体内に発光された光の減衰を抑えながら先端部まで導光させることで、筒体全体をできるだけ均一に光せることができる照明器具を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る照明器具は、筒体と、筒体内部に光を照射するために筒体端部に設置された光源とを備えた照明器具であって、前記筒体は、外筒と、外筒の内周面を覆って設けられたレンズシートとを有し、前記レンズシートは、前記筒体の略周方向に延在する複数のプリズム溝によって仕切られた多数の柱状プリズムが形成されたレンズシートであることを特徴とする。
また、本発明に係る照明器具の製造方法は、筒体と、筒体内部に光を照射するための光源とを備えた照明器具の製造方法において、外筒内周面を覆うように、互いに平行な複数のプリズム溝によって仕切られた多数の柱状プリズムが形成されたレンズシートを外筒の内部に挿入して前記筒体を形成する工程と、筒体の一方の端部に前記光源を設置する工程と、を備え、前記筒体を形成する工程は、前記プリズム溝が前記筒体の軸方向に垂直になるように前記レンズシートを挿入する工程であることを特徴とする。
本発明に係る照明器具によれば、照明器具の発光部から発光される光により、筒体全体を一様に光せることが可能となる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、照明体の筒体の一端に設けられた発光部の発光ダイオード(LED)を発光することで、筒体全体を光らせる誘導灯について説明する。
まず、本実施の形態に係る誘導灯10の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る誘導灯10の照明体12の一部を切断した状態を示す概略断面図、図2は、図1のA−A線拡大断面図、図3は、図1のB部矢視拡大図である。なお、図3は、レンズシート24を説明するため、レンズシート24の表面形状のみをさらに拡大して描いている。
図1乃至図3に示すように、本実施の形態に係る誘導灯10は、照明体12と、この照明体12に接続される把持部としての電池ケース14とから構成される。この誘導灯10は、後述するように、電池ケース14を握りながら押しボタン38を押し、発光体(発光ダイオード)32を発光させた状態で上下左右に振ることで、夜間の交通検問又は交通整理等に使用される。
照明体12は、円筒形状の筒体16と、筒体16の一端(図1において下端)に接続された発光部18とから構成される。
筒体16は、図1及び図2に詳細に示すように、プラスチック材料にて一体成形された外筒20と、外筒20の内側に配置されたプリズムシート22と、プリズムシート22の内側に配置されたレンズシート24と、筒体16の先端(図1において上端)に設けられる上部カバー26と、上部カバー26内に設けられる反射部材28とから構成される。
プリズムシート22は、広げた状態で長方形状をしており、丸められて外筒20内に挿入されて、外筒20の内周面全体を覆うように配置されている。同じく、レンズシート24も広げた状態で長方形状をしており、丸められてプリズムシート22の内側に挿入されて、プリズムシート22の内周面全体を覆うように配置されている。本実施の形態において、外筒20は、例えば、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂等の樹脂材料により一体成形される。また、外筒20の内周面には、その中心軸方向に伸びる溝が、円周方向に等間隔に並んで多数形成されている。よって、外筒20をその中心軸に垂直な面で切断すると、その内周面断面には、円周方向に凹凸が連続して現れることになる(図2参照)。
次に、図4を参照して、プリズムシート22の構成について詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係るプリズムシート22の構成を示す図であり、図4(a)は、概略斜視図、図4(b)は、その概略断面図である。図4に示すように、プリズムシート22は、その一方の面(表面)に、四角錘形状のマイクロプリズム22aが全面(図中のX軸、Y軸方向(二次元))に多数形成されている。なお、図中Y軸方向は、筒体16の軸方向と平行な方向、X軸方向は、筒体16の軸方向と直交する方向である。
このように、本実施形態に係るプリズムシート22においては、各プリズムを仕切るプリズム溝22bを、X軸及びY軸方向の双方に平行に多数設け、多数の四角錐形状のマイクロプリズム22aを形成している。したがって、プリズムシート22は、入射した光を様々な方向に拡散させながら反射又は透過させる特性を有する。本実施の形態においては、プリズムシート22は、マイクロプリズム22aが設けられている表面側が内側(レンズシート24側)になるように配置されている。なお、マイクロプリズム22aの形状は、四角錐に限らず、円錐や三角錐等の錐体形状であっても良く、プリズムシート22に入射した光を拡散させながら透過させる作用を持たせる形状であれば、何れの形状であっても良い。
これにより、後述するレンズシート24を透過してプリズムシート22に入射した光のうち、プリズムシート22を拡散透過した光によって、外筒20全体を光らせることができる。本実施の形態においては、プリズムシート22は、赤色に着色されており、これにより誘導灯10の筒体16を赤く光らせている。なお、このようなプリズムシート22としては、様々なものが市販されている。
次に、図5を参照して、レンズシート24の構成について詳細に説明する。図5は、本実施の形態に係るレンズシート24の構成を示す図であり、図5(a)は、概略斜視図、図5(b)は、その概略断面図である。図5に示すように、レンズシート24は、その一方の面(表面)に、X軸方向に延伸する三角柱状のプリズム24aがY軸方向(一次元)に多数平行に並んで形成されている。なお、図中Y軸方向は、筒体16の軸方向と平行な方向、X軸方向は、筒体16の軸方向と直交する方向である。
このように、本実施形態に係るレンズシート24においては、各プリズムを仕切るプリズム溝24bを、X軸方向においてのみ平行に多数設け、多数の三角柱状プリズム24aを多数形成している。よって、プリズム24aは、例えば、YZ平面に平行にレンズシート24に入射した光をYZ平面においてのみ屈折・反射させることとなり、X軸方向に屈折・反射させることはない。
上述した四角錐状のマイクロプリズム22aが二次元に配置されたプリズムシート22は、YZ平面に平行に入射した光であっても、X軸方向に屈折・反射させる作用を有するので、光を拡散させる用途には適しているが、光をある所定の方向に導光させる用途には適していない。一方、レンズシート24は、上述したように入射した光をYZ平面においてのみ屈折・反射させるので、光を所定の方向(Y方向)に導光させる用途に適している。
本実施形態では、筒体16の一端に設けられた発光体32からの光を、なるべく筒体16の内部全体に均一に導光させ、外筒20各部において外部へと透過させることで、筒体16全体を均一に光らせることが望ましい。これを実現するため、本実施形態では、筒体16の最内周に、プリズム24aが設けられている表面側を内側としてレンズシート24を配置している。このとき、光源からの光を筒体16の軸方向(Y方向)に導光させるべく、プリズム溝24bが、筒体16の軸方向に直交するように、その円周方向である周方向に延在して配置されている。
ここで、一般に、レンズシートとは、前方への集光効果を持たせたシート(フィルムあるいは板)のことをいい、断面が鋸歯状やカマボコ状などがある。また、プリズムシートとは、レンズシートの一種である。なお、本実施の形態においては、レンズシート24として、三角柱状の多数のプリズムを有するレンズシートを用いたが、光源からの光の大部分を所定の方向に導光できるシートであれば、適宜、他の構成のレンズシートを用いることができる。例えば、カマボコ状プリズム(断面が円弧状のプリズム)が多数平行に形成されたレンチキュラーレンズシート等を使用しても良い。
また、上部カバー26は、プラスチック材料にて、その内部に筒体16の先端が嵌合できるように凹状に一体成形されている。本実施の形態において、上部カバー26は、プリズムシート22と同じく赤色に着色されている。上部カバー26の凹状の内面26aには、その表面が鏡面状に成形された円錐形状の反射部材28が設けられている。これにより、筒体16の先端部側に到達した光源からの光を筒体内部の発光部側に反射して戻すことができる。
発光部18は、図1乃至図3に詳細に示すように、筒体16の一端に接続される筐体30と、筒体16の空間内部に向け発光できるように配置された光源としての発光体(発光ダイオード)32と、発光体32を固定するための反射板34と、発光体32の点灯、点滅又は消灯を制御するための基板36と、発光体32を点灯、消灯又は点滅させるための押しボタン38とから構成される。
筐体30は、プラスチック材料によってほぼ円筒状に一体成形され、筒体16の端部が嵌合される凹部30aと、電池ケース14の雄ネジ部(図示せず)が取り付けられる雌ネジ部(図示せず)とが形成されている。また、その外周面には、後述する押しボタン38が挿入される孔30bと、押しボタンを操作するための窪み30cとが形成されている。
発光体32は、赤色の光を発光する赤色LED(発光ダイオード)32aと、後述する基板36に接続されるリード線32bとを有する。この発光体32は、後述する反射板34の孔34aにリード線32bを差し込み、反射板34の反射面34b上に接着剤等で接着して固定される。本実施の形態において、発光体32は、赤色LED32aが反射板34の反射面34b上の同一円周上に60度間隔で6個設けられている。LED32aは、例えば、光度が約10000mcd(ミリカンデラ)のものが使用される。なお、LED32aの色や光度は、使用形態により、適宜選択可能である。
反射板34は、図1乃至図3に詳細に示すように、樹脂材料等で円盤状に一体成形され、LED32のリード線32aを差し込むための複数の孔34aが同一円周上に設けられている。孔34aが設けられている位置は、円盤状の反射板34の最外周に近い位置である。また、その上面には、LED32から発光された光の一部を筒体16側へ反射させることができる反射面34bが形成されている。この反射面34bにより、LED32から発光された光を効率よく利用することができる。
なお、LED32a(孔34a)を設ける位置及び個数は適宜変更可能であるが、できるだけ、反射板34の中心よりも外周に近い部分、すなわち、筐体30に近い部分に設置するほうが、LED32aから発光させる光をより筒体16の先端部分まで導光できるので望ましい。これは、LED32aを反射板34の外周近傍部分に設けたほうが、レンズシート24への入射角が大きくなり、レンズシートにおいて反射されて先端部へと導光される光が多くなるからである。
基板36は、発光体32を発光、消灯又は点滅させるための制御回路を備えている。また、基板36には、LED32aのリード線32bと、筐体30の孔30bに設けられた押しボタン38のリード線(図示せず)とが、半田付け等により接続される。これにより、押しボタン38を押すことで、発光体32を発光、消灯又は点滅させることができる。
電池ケース14は、図1に詳細に示すように、その一端側に設けられた雄ネジ部(図示せず)により、発光部18の筐体30の雌ネジ部(図示せず)に取り付けられている。また、電池ケース14には、その内部に電池40が挿入されており、上記発光部18へ電源を供給する。本実施の形態において、電池40は、充電式のものでも、それ以外の電池でも良く、使用される電池のサイズも適宜選択され使用されても良い。
以上、本実施形態に係る誘導灯10の構成について詳細に説明したが、次に、このように構成された誘導灯10の作用を図1乃至図3に加えて図6を参照しながら説明する。図6は、本実施の形態に係る発光体32から発光された光の進行方向をイメージ的に示した図である。
まず、押しボタン38が押されることにより赤色LED32aが発光する。LED32aから発光された光は、筒体16の内部空間内に向けて照射され、筒体16内に配置されたレンズシート24に入射する。所定の角度でレンズシート24に入射した光はレンズシート24を透過し(図6の符号P2参照)、それ以外の光はレンズシート24によって反射される(図6の符号P1参照)。
このとき、上述したように、レンズシート24のプリズム溝24bは、筒体16の軸方向と直交する円周方向にのみ形成されているので、レンズシート24に入射する光は、筒体16の軸に垂直な方向にはさほど拡散されない。よって、LED32aから発光された光は、レンズシート24による反射を繰り返しながら筒体16の先端へと導光され、各所で所定の角度で入射した一部の光がレンズシート24を透過する。
レンズシート24を透過した光は、その外側に配置されたプリズムシート22に入射する。プリズムシート22には、プリズム溝22bが筒体16の軸方向及びこれに直交する方向に形成されており、入射した光は、あらゆる方向に拡散しながらプリズムシート22を透過し、これにより、筒体16の全体を一様に光らせることができる。また、所定の角度でプリズムシート22に入射した光は反射される。反射された光は、レンズシート24の裏面側で反射され、再度プリズムシート22に入射され、これによっても光を拡散させることができる。
よって、LED32aから筒体16内に照射された光は、レンズシート24による反射を繰り返しながら先端へと導光されつつ、各所でレンズシート24を透過した光がプリズムシート22及び外筒20を拡散しながら透過して、筒体16の外周面全体を赤色に発光させる。
また、照射された光のうち筒体16の先端に到達した光は、反射部材28により反射され、再度筒体16内部へと戻され、同様に、筒体16の下端へと導光されながら、一部の光がレンズシート24、プリズムシート22、外筒20を透過して筒体16を光らせる。なお、反射部材28は、円錐形状をしているため、筒体16の先端に到達した光はそのまま下端方向へ反射されるのではなく、外筒20方向へ角度をつけて反射される。これにより、筒体16の先端近傍でレンズシート24を透過する光が多くなり、筒体16の下端付近に比べて到達する光量の少ない先端付近の筒体外周面を明るく光らせることができる。
以上、詳細に説明した本実施の形態に係る誘導灯10によれば、筒体16の一端に設けられた発光体32から発光された光の減衰を抑えながら先端部に導光することが可能となり、筒体16の外周面全体を一様に光らせることができる。
なお、本実施の形態においては、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。例えば、本実施の形態では、発光体32を、反射板34の反射面34a上の外側に、同心円状に60度間隔で6個設けたが、必要に応じて任意の場所に、任意の数のLEDを設けても良い。
また、本実施の形態においては、発光体32を反射板34の反射板34b上に接着材等で接着して固定したが、反射板34に発光体32を挿入するための凹部を設け、その凹部に発光体32を挿入して固定されても良い。
また、本実施の形態においては、上部カバー26の凹状の内面26aには、円錐形状の反射部材28を設けて、発光体32から発光された光を反射したが、円盤状の反射板等、適宜他の反射部材を用いることができる。但し、筒体16の先端部を明るく光らせるためには、角錐形状の反射部材等、到達した光を外筒20方向へ角度をつけて反射させる反射部材、すなわち、筒体16の軸に対して傾斜した反射面を有する反射部材を用いることが望ましい。
また、本実施の形態においては、筒体16を、外筒20、プリズムシート22及びレンズシート24からなる3層構成としたが、外筒20内にレンズシート24を挿入する2層構成としても良い。なお、この場合には、外筒20の内周面に光を拡散させるための凹凸を成型し、筒体16全体を一様に明るく光らせるように構成することが望ましい。すなわち、筒体の最内周には、筒体の一端から入射した光を他端へと導光する作用を主として有する第1の光学部材を配置し、その外側に第1の光学部材を透過した光を拡散させて透過させる作用を主として有する光学部材を配置する必要がある。
また、本実施の形態においては、円筒形状の筒体16を使用したが、三角又は四角形状等の角筒形状の筒体が使用されても良い。
また、本実施の形態においては、赤色のプリズムシート22を使用したが、他の色のプリズムシートが使用されても良い。例えば、黒と黄色の縞々のプリズムシートを用いることで、注意を促すための誘導灯として使用されても良い。さらに、赤色等の外筒20を用いることで、透明のプリズムシートが用いられても良い。
また、本実施形態では、レンズシート24の柱状プリズムを形成するためのプリズム溝を、筒体の軸に直交する、周方向に平行な溝としたが、完全に円周方向に平行でなくとも良い。例えば、筒体16の軸にほぼ直交する螺旋状のプリズム溝によって仕切られた柱状プリズムであっても、ほぼ同様の導光作用を奏することは可能である。
図1は、本発明の実施の形態に係る誘導灯の照明体の一部を切断した状態を示す概略断面図である。 図2は、図1のA−A線拡大断面図である。 図3は、図1のB部矢視拡大図である。 図4は、本実施の形態に係るプリズムシートの構成を示す図であり、図4(a)は、概略斜視図、図4(b)は、その概略断面図である。 図5は、図5は、本実施の形態に係るレンズシートの構成を示す図であり、図5(a)は、概略斜視図、図5(b)は、その概略断面図である。 図6は、本実施の形態に係る誘導灯の光の進行方向をイメージ的に示す図である。 図7は、従来の誘導棒を示す図である。
符号の説明
10 誘導灯
12 照明体
14 電池ケース
16 筒体
18 発光部
20 外筒
22 プリズムシート
24 レンズシート
26 上部カバー
28 反射部材
30 筐体
32 発光体
34 反射板
36 基板
38 押しボタン
40 電池

Claims (6)

  1. 筒体と、筒体内部に光を照射するために筒体端部に設置された光源とを備えた照明器具であって、
    前記筒体は、外筒と、外筒の内周面を覆って設けられたレンズシートとを有し、
    前記レンズシートは、前記筒体の略周方向に延在する複数のプリズム溝によって仕切られた多数の柱状プリズムが形成されたレンズシートであることを特徴とする照明器具。
  2. 前記レンズシートに形成された柱状プリズムは、三角柱状プリズム又は半円柱状プリズムであることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
  3. 前記筒体は、前記外筒と前記レンズシートとの間に配置されたプリズムシートであって、二次元に多数の錐体プリズムが形成された光拡散用のプリズムシートをさらに有することを特徴とする請求項1又は2記載の照明器具。
  4. 前記筒体は、前記光源と反対側端部に、前記光源から導光されてきた光を筒体内部側に反射させるための反射部材であって、錐体形状の反射部材をさらに有することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載の照明器具。
  5. 筒体と、筒体内部に光を照射して筒体外周面を光らせるために筒体端部に設置された光源とを備えた照明器具であって、
    前記筒体は、外筒と、外筒の内周面を覆って設けられたレンズシートとを有し、
    前記レンズシートは、前記筒体の略周方向に延在するプリズム溝によって仕切られた柱状プリズムが、前記筒体の軸方向に並んで形成されたレンズシートであることを特徴とする照明器具。
  6. 筒体と、筒体内部に光を照射するための光源とを備えた照明器具の製造方法において、
    外筒内周面を覆うように、互いに平行な複数のプリズム溝によって仕切られた多数の柱状プリズムが形成されたレンズシートを外筒の内部に挿入して前記筒体を形成する工程と、
    筒体の一方の端部に前記光源を設置する工程と、を備え、
    前記筒体を形成する工程は、前記プリズム溝が前記筒体の軸方向に垂直になるように前記レンズシートを挿入する工程であることを特徴とする照明器具の製造方法。
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