JP2010027432A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 照明器具や装飾器具等としての融通性及び発展性を高めるとともに、ユーザーにとっての利便性及び興味性を飛躍的に高める。
【解決手段】 複数の発光ダイオード2…を備える発光装置1を構成するに際して、基部4に複数の発光ダイオード2…を設けて構成した発光部3と、少なくとも湾曲可能及び面発光可能な性質を有する複数の光ファイバ5…と、基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】 複数の発光ダイオード2…を備える発光装置1を構成するに際して、基部4に複数の発光ダイオード2…を設けて構成した発光部3と、少なくとも湾曲可能及び面発光可能な性質を有する複数の光ファイバ5…と、基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…とを具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数の発光ダイオードを備える照明器具や装飾器具等に用いて好適な発光装置に関する。
従来、白色発光ダイオードを用いた照明器具や有色発光ダイオードを利用した装飾器具等の複数の発光ダイオードを備える発光装置は知られている。
例えば、特許文献1には、複数の発光ダイオードを光源とする発光部と、交流電圧用の一般的な電球が装着される電球用ソケットに装着可能で複数の発光ダイオードと電気的に接続された口金と、交流電圧が供給された場合に生成した直流電圧を電球用ソケット及び口金を介して複数の発光ダイオードに印加する電源部とを備えた照明装置が開示されている。また、特許文献2には、ハウジングを電球用口金が装着されているボディ部と、このボディ部に揺動回転可能に装着されているリング部と、リング部と一体になって揺動回転する透光性キャップ部とで構成し、複数の発光ダイオードを配置している基板をリング部に固定支持することにより、基板をボディ部に対して相対回転揺動可能に構成し、基板に複数の発光ダイオードを照射光量が多い方向と照射光量が少ない方向とが混在する状態に配設することによりLED照明電球として照射方向性を持たせるように構成したLED照明電球が開示されている。
特開2001−052504号公報
特開2006−310207号公報
しかし、上述した複数の発光ダイオードを備える従来の発光装置は、次のような問題点があった。
第一に、ユーザーが、発光分布,発光色,発光量等の発光性能を、使用環境や好み等に応じて容易かつ自由に変更できれば、照明器具や装飾器具等にとってより理想的となるが、従来の発光装置は、これらの発光性能が基本的に固定され、変更は実質的に不可能となるため、融通性及び発展性に欠け、結局、ユーザーにとっても利便性及び興味性に欠ける難点がある。
第二に、発光ダイオードは、消費電力や発熱が少く、かつ寿命も長い特長を有しているが、消費電力に対してもユーザーが容易かつ自由に変更できれば、省エネルギ性の観点からもより理想的となる。しかし、従来の発光装置の消費電力は製品毎に固定されるため、無駄な消費電力を排除する観点からユーザーサイドで消費電力を変更することが困難であり、省エネルギ性において必ずしも十分であるとは言えない。
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した発光装置の提供を目的とするものである。
本発明に係る発光装置1は、上述した課題を解決するため、複数の発光ダイオード2…を備える発光装置を構成するに際して、基部4に複数の発光ダイオード2…を設けて構成した発光部3と、少なくとも湾曲可能及び面発光可能な性質を有する複数の光ファイバ5…と、基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…とを具備してなることを特徴とする。
この場合、発明の好適な態様により、光ファイバ5は、両端部5s,5tを異なる二つのファイバ接続部6,6にそれぞれ装着してもよいし、一端部5sを一つのファイバ接続部6に装着し、他端部5tを未装着にしてもよい。また、光ファイバ5は、中心のコア部5aとこのコア部5aを覆うクラッド部5bの二層構造により構成し、コア部5aとクラッド部5bの屈折率によりクラッド部5bの外周面5bfから漏洩光Leを生じさせて面発光を行うことができる。一方、発光部3には、交流電源10に接続する電源接続部11と、この電源接続部11から入力する交流電圧を少なくとも正電圧成分又は負電圧成分に変換して発光ダイオード2…に付与する整流部12とを内蔵することができる。
このような構成を有する本発明に係る発光装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
(1) 少なくとも湾曲可能及び面発光可能な性質を有する複数の光ファイバ5…と、基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…を備えるため、ユーザーは、光ファイバ5…の変形や交換などにより、発光分布,発光色,発光量等の発光性能を、使用環境や好み等に応じて容易かつ自由に変更することができる。したがって、照明器具や装飾器具等としての融通性及び発展性に優れ、ユーザーにとっての利便性及び興味性を飛躍的に高めることができる。
(2) 基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…を備えるため、ユーザーは、発光ダイオード2…の使用数を容易に選択できる。したがって、スイッチ手段等と組合わせて構成すれば、不必要な発光ダイオード2…の発光を停止させ、消費電力を削減して省エネルギ性を容易に高めることができる。
(3) 好適な態様により、光ファイバ5は、両端部5s,5tを異なる二つのファイバ接続部6,6にそれぞれ装着してもよし、或いは一端部5sを一つのファイバ接続部6に装着し、他端部5tを未装着にしてもよいなど、装着態様の選択により更なる多様性の向上に寄与できる。
(4) 好適な態様により、光ファイバ5を、中心のコア部5aとこのコア部5aを覆うクラッド部5bの二層構造により構成し、コア部5aとクラッド部5bの屈折率によりクラッド部5bの外周面5bfから漏洩光Leを生じさせて面発光を行うようにすれば、本発明に係る発光装置1をより望ましい形態で実施でき、もって、より大きなパフォーマンスを得ることができる。
(5) 好適な態様により、発光部3に、交流電源10に接続する電源接続部11と、この電源接続部11から入力する交流電圧を少なくとも正電圧成分又は負電圧成分に変換して発光ダイオード2…に付与する整流部12を内蔵すれば、商用交流電源(100〔V〕)に接続することにより、一般的な照明器具や装飾器具等として手軽に使用することができる。
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
まず、本実施形態に係る発光装置1の構成について、図1〜図6を参照して具体的に説明する。
例示の発光装置1は電球に模したものである。したがって、全体の形態は、図2に示すように、電球部Psと口金部Piを備える。電球部Psは、発光部3,カバー部21及び複数の光ファイバ5…を備える。
発光部3は、基部4に複数の発光ダイオード(LED)2…を設けて構成する。基部4は、ハウジング部22と基板部23を備える。ハウジング部22は、円形の端面部22m及びこの端面部22mの周部に一体の偏平筒形の周面部22sからなり、このハウジング部22の内部に基板部23を配設する。
基板部23の表面(図1中、上面)には複数のLED2…を実装する。例示の場合、図3に示すように、全部で18個のLED2…を使用する。LED2…は白色発光ダイオードを用いる。また、図4に示すように、基板部23の表面には、各LED2…に対応したファイバ接続部6…を取付ける。ファイバ接続部6は、全体をプラスチック等により筒形に一体形成する。したがって、両端は開口し、一端側が一端開口6pとなり、他端側が他端開口6qとなる。ファイバ接続部6の径及び長さは、特に、他端開口6qに対して後述する光ファイバ5の端部5s又は5tを着脱可能、即ち、他端開口6qに対して光ファイバ5の端部5s又は5tを差込み、又は引抜くことができるように形成する。そして、ファイバ接続部6を基板部23に取付ける際には、一端開口6pを、図4に示すように、基板部23の表面に固定するとともに、一端開口6pの内側に一つのLED2を位置させる。この場合、基板部23にファイバ接続部6を固定する手段としては、接着又は溶着、或いは一端開口6p側に一体形成したフランジ部と基板部23のネジ止め等を用いることができる。
一方、基板部23の裏面と端面部22mの内面間には回路ユニット31を配設するとともに、端面部22mの外面中央には口金部Piを設ける。回路ユニット31には、図6に示す整流部(ドライブ回路)12を内蔵する。この整流部12は、入力側(一次側)を口金部Piに接続するとともに、出力側(二次側)を各LED2…に接続する。整流部12は、半波整流であってもよいし全波整流であってもよく、その整流方式は特に問わない。これにより、口金部Piから整流部12に交流電圧が付与されるため、整流部12は、交流電圧を整流して正電圧成分(又は負電圧成分)に変換する。そして、整流部12から得られた正電圧成分は、回路ユニット31から出力し、各LED2…に印加される。
また、口金部Piは、一般家庭等で使用する100ボルト用電球ソケットに着脱可能なタイプとして構成する。したがって、この口金部Piは、交流電源10に接続する電源接続部11を構成する。さらに、カバー部21は、図2に仮想線で示すように、全体をカップ状に形成し、周面部21sの先端にネジを介して着脱可能となる。カバー部21は、透明であってもよいし、乳白色或いは乱反射面を有する半透明であってもよい。
他方、複数の光ファイバ5…を用意する。光ファイバ5は、図5に示すように、中心のコア部5aとこのコア部5aを覆うクラッド部5bの二層構造により構成し、コア部5aとクラッド部5bの屈折率によりクラッド部5bの外周面5bfから漏洩光Leを生じさせる。したがって、光ファイバ5は、面発光可能な性質を有する。この場合、一般的な光伝送用の光ファイバでは、コア部の屈折率をクラッド部よりも高く設定し、いわば光をコア部の内部に閉じ込めるようにしているが、本実施形態で使用する光ファイバ5は、端部5s(又は5t)から入射した光Lの一部がクラッド部5bを透過して漏洩光Leとなるように、コア部5a及びクラッド部5bの屈折率を設定するため、この漏洩光Leにより光ファイバ5はクラッド部5bの外周面5bf全体から光を照射する面発光を行うことができる。
例示の光ファイバ5は、コア部5aに軟質のアクリル樹脂を使用し、クラッド部5bにコア部5aよりも相対的に硬質となるアクリル樹脂を使用している。したがって、光ファイバ5は、湾曲可能な性質を有し、図1に示すように、中間部位を自由に湾曲させることができる。なお、光ファイバ5の径は、特に問わないが、8〔mm〕を超えた場合には、湾曲径を小さくしにくくなるため、例示する電球タイプの場合には、6〔mm〕程度が望ましい。このような光ファイバ5、即ち、中心のコア部5aとこのコア部5aを覆うクラッド部5bの二層構造により構成し、コア部5aとクラッド部5bの屈折率によりクラッド部5bの外周面5bfから漏洩光Leを生じさせて面発光を行う光ファイバ5を利用すれば、本発明に係る発光装置1をより望ましい形態で実施でき、もって、より大きなパフォーマンスを得ることができる利点がある。
次に、本実施形態に係る発光装置1の使用方法及び機能について、図1〜図6を参照して説明する。
まず、発光装置1は、発光部3と口金部Piを組立体として用意するとともに、使用する複数の光ファイバ5…を別途用意する。この場合、複数の光ファイバ5…は、所定の長さを有する複数の光ファイバ5…を用意してもよいし、一本の長い光ファイバを用意し、ユーザーが自由にカッティングして用いてもよい。なお、例示する光ファイバ5の両端部5s,5tの端面は軸心に対して直角面である。
そして、任意の光ファイバ5は、図1に示すように、U形に湾曲させ、両端部5s,5tを異なる二つのファイバ接続部6,6にそれぞれ装着する。即ち、図4に示すように、一端部5s(又は5t)を任意のファイバ接続部6における他端開口6qに挿入し、一端部5sの端面をLED2の先端に当接させる。他の光ファイバ5…も同様に装着を行えば、図2に示すように、全てのファイバ接続部6…に、光ファイバ5…の両端部5s…,5t…を装着することができる。この場合、光ファイバ5は弾性を有しているため、ファイバ接続部6にそのまま装着しても容易に抜けることはない。全ての光ファイバ5…を装着したなら、カバー部21をハウジング部22に装着する。これにより、図2に示す電球に模した発光装置1を完成させることができる。
一方、この発光装置1を使用する際は、家庭等で使用する100ボルト用電球ソケット(交流電源10)に、口金部Pi(電源接続部11)をそのまま装着すればよい。これにより、100〔V〕の交流電圧が口金部Piを介して整流部12に付与され、整流部12により整流された正電圧成分が各LED2…に印加され、各LED2…が発光(白色発光)する。そして、各LED2…からの光Lは、図5に示すように、光ファイバ5の端部5s(5t)に入光し、コア部5aに沿って伝送されるとともに、光Lの一部がクラッド部5bを透過して漏洩光Leとなり、光ファイバ5における外周面全体から光を照射する面発光を行う。
このように、例示の発光装置1では、発光部3に、交流電源10に接続する電源接続部11と、この電源接続部11から入力する交流電圧を少なくとも正電圧成分(又は負電圧成分)に変換して発光ダイオード2…に付与する整流部12を内蔵するため、商用交流電源(100〔V〕)に接続することにより、一般的な照明器具や装飾器具等として手軽に使用できる利点がある。
ところで、本実施形態に係る発光装置1は、ファイバ接続部6…に、光ファイバ5…の両端部5s…,5t…を着脱させることができるため、様々な態様で使用することができる。例えば、図2に示すように、各光ファイバ5…を対称性を持たせてレイアウトすれば、全方向性(無指向性)のランプ(照明器具)を構成できる。これに対して、非対称性、例えば、一側の光ファイバ5の高さを高くし、他側へ行くに従って順次高さを低くすれば、他側の照射量がより多い照射分布となる指向性のあるランプとして構成できる。或いは、全ての光ファイバ5…に非着色の光ファイバを使用すれば、純白系の照明を行うことができるとともに、一部に橙色に着色した光ファイバを使用すれば、暖色系の照明を行うことができる。
このように、本実施形態に係る発光装置1によれば、少なくとも湾曲可能及び面発光可能な性質を有する複数の光ファイバ5…と、基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…を備えるため、ユーザーは、光ファイバ5…の変形や交換などにより、発光分布,発光色,発光量等の発光性能を、使用環境や好み等に応じて容易かつ自由に変更することができる。したがって、照明器具や装飾器具等としての融通性及び発展性に優れ、ユーザーにとっての利便性及び興味性を飛躍的に高めることができる。
次に、本発明の変更実施形態に係る発光装置1について、図7〜図10を参照して説明する。
図7及び図8は、ファイバ接続部6の変更例を示す。図1に示した発光装置1では、全てのファイバ接続部6…を使用したが、光ファイバ5…はファイバ接続部6…に対して選択的に着脱できるため、全てのファイバ接続部6…及び光ファイバ5…を使用する必要はなく、一部のみを使用することもできる。この場合、ファイバ接続部6…と光ファイバ5…は着脱するため、スイッチ手段を付設することにより、使用しないファイバ接続部6…のLED2…を容易に消灯させることができる。図7は、ファイバ接続部6に、光ファイバ5の端部5s(又は5t)を差込んだ際にONし、抜取った際にOFFするスイッチ41を付設した例を示す。なお、スイッチ41は、図6に仮想線で示すように、LED2に直列接続する。また、図7に示すファイバ接続部6では、他端開口6qの内面にテーパ面6tを形成して光ファイバ5の端部5s(又は5t)を挿入しやすくしているとともに、内周面に盛上部6mを形成してより抜けにくくした例を示す。他方、図8は、ファイバ接続部6を基板部23に対して着脱可能に構成した例を示す。この場合、ファイバ接続部6の一端開口6pに実装部6xを一体に設け、この実装部6xにLED2を実装するとともに、実装部6xから一対のプラグ部43a,43bを突出させる。一方、基板部23にはプラグ部43a,43bが着脱する接続孔44a,44bを設ける。したがって、プラグ部43a,43bはLED2の接続リードを兼用する。これにより、ファイバ接続部6を使用するときは、プラグ部43a,43bを接続孔44a,44bに装着し、使用しないときは抜き取ればよい。なお、本発明ではこのような形態も含むため、基部4に一端開口6pを固定するとは、使用時に固定する意味である。
このように、発明に係る発光装置1では、基部4に一端開口6p…を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオード2…を位置させるとともに、他端開口6q…に光ファイバ5…の端部5s,5tを着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部6…を備えるため、ユーザーは、発光ダイオード2…の使用数を容易に選択できる。したがって、スイッチ手段等と組合わせて構成すれば、不必要な発光ダイオード2…の発光を停止させ、消費電力を削減して省エネルギ性を容易に高めることができる。
図9(a),(b)は、発光装置1を他の物品に適用した例を示す。図1〜図6は電球に模した例を示したが、図9(a)は、フラットパネルタイプの照明器具(発光器)として構成した。発光装置1は、フラットなプレート51における一面の両側に支持部52a,52bを設け、この支持部52a,52bに、ファイバ接続部6…を横置きに取付け、かつ両側のファイバ接続部6…を対向させたものであり、光ファイバ5…はプレート51に沿って配することができる。他方、図9(b)は、装飾器具として構成した。この場合、発光部3をポット61として構成できる。これにより、ユーザーは複数の光ファイバ5…を様々な形状にデザイン化し、生花を行うように利用できる。また、光ファイバ5…又はLED2…は様々な色に配色することができる。即ち、様々な着色を施した光ファイバ5…を使用したり、LED2…に、赤色,青色,緑色等の有色発光ダイオードを使用することができる。特に、図8に示す形態により実施すれば、LED2…の色変更を容易に行うことができる。
また、図9(b)は、光ファイバ5の一端部5sを一つのファイバ接続部6に装着し、他端部5tを未装着にした例を示す。この態様は、後述する図10(d)に示す態様となる。この場合、他端部5tの端面は、軸心に対して直角面に形成してもよいし、図10(d)に示すように、所定の角度Rを有する傾斜面5tsに形成してもよい。このように、本発明に係る発光装置1では、図1及び図9(a)に示すように、光ファイバ5の両端部5s,5tを異なる二つのファイバ接続部6,6にそれぞれ装着してもよいし、図9(b)及び図10(d)に示すように、光ファイバ5の一端部5sのみを一つのファイバ接続部6に装着し、他端部5tを未装着にしてもよいなど、装着態様の選択により更なる多様性の向上に寄与できる。
その他、図示を省略したが、ボール(球体)を基部4に使用し、この基部4の全球面上にファイバ接続部6…を配するとともに、例えば、光ファイバ5…の一端部5sのみを装着し、他端部5tを未装着にする図10(d)の態様を用いれば、全球面から多数の光を360〔゜〕にわたって放射するミラーボールのように構成することもできる。
図10(a)〜(d)は、光ファイバ5…を使用する際の湾曲形状例を示す。図10(a)は三角山形、図10(b)はM形、図10(c)及び(d)は、光ファイバ5の一端部5sのみを一つのファイバ接続部6に装着し、他端部5tを未装着にした態様あり、図10(c)はL形、図10(d)はI形を示す。光ファイバ5…は、このような例示に限らず、様々な湾曲形状により実施することができる。
以上、各種実施形態について詳細に説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。
例えば、発光ダイオード2は単一の発光ダイオードであってもよいし、複数の発光ダイオードを含む複合タイプの発光ダイオードであってもよい。また、筒状をなすファイバ接続部6として、全体を筒形に形成した例を示したが、発光ダイオード2を覆う部分のみを筒形に形成し、光ファイバ5の端部5s(又は5t)を保持する部分は筒形以外、例えば、クリップ等により構成することも可能である。さらに、光ファイバ5は、二層構造を例示したが、同様の作用を呈するものであれば一層構造であってもよいし、必要により三層以上の構造であってもよい。他方、発光部3に、交流電源10に接続する電源接続部11と、この電源接続部11から入力する交流電圧を少なくとも正電圧成分又は負電圧成分に変換して発光ダイオード2…に付与する整流部12とを内蔵した例を示したが、直流電源がある場合、例えば、バッテリや電池により駆動するタイプでは、このような電源接続部11及び整流部12は不要となる。なお、本発明に係る発光装置1は、その他、様々な形態により実施できるとともに、各種物品に応用(適用)可能であり、例示した照明器具や装飾器具をはじめ、看板や信号類など、様々な分野における発光装置1として利用することができる。
1:発光装置,2…:発光ダイオード,3:発光部,4;基部,5…:光ファイバ,5s:光ファイバの端部(一端部),5t:光ファイバの端部(他端部),5a:コア部,5b:クラッド部,5bf:外周面,6…:ファイバ接続部,6p…:ファイバ接続部の一端開口,6q…:ファイバ接続部の他端開口,10:交流電源,11:電源接続部,12:整流部
Claims (5)
- 複数の発光ダイオードを備える発光装置において、基部に複数の発光ダイオードを設けて構成した発光部と、少なくとも湾曲可能及び面発光可能な性質を有する複数の光ファイバと、前記基部に一端開口を固定し、かつ内側に一つの発光ダイオードを位置させるとともに、他端開口に前記光ファイバの端部を着脱可能にした筒状をなす複数のファイバ接続部とを具備してなることを特徴とする発光装置。
- 前記光ファイバの両端部を異なる二つのファイバ接続部にそれぞれ装着することを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 前記光ファイバの一端部を一つのファイバ接続部に装着し、他端部を未装着にすることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 前記光ファイバは、中心のコア部とこのコア部を覆うクラッド部の二層構造により構成し、前記コア部と前記クラッド部の屈折率により前記クラッド部の外周面から漏洩光を生じさせて面発光を行うことを特徴とする請求項1,2又は3記載の発光装置。
- 前記発光部には、交流電源に接続する電源接続部と、この電源接続部から入力する交流電圧を少なくとも正電圧成分又は負電圧成分に変換して前記発光ダイオードに付与する整流部とを内蔵することを特徴とする請求項1記載の発光装置。
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2008
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