JP2014116093A - Light-emitting unit for use in lighting fixture and flashlight using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電灯や投光器などの照明器具に用いることのできる発光部またはそれを利用した携帯電灯に関するものである。 The present invention relates to a light emitting unit that can be used in a lighting device such as a portable light or a projector, or a portable light using the light emitting unit.
従来、携帯電灯や投光器などの照明器具は、光源の光を集光し一方向遠方に光を投じて使用するものと、卓上や室内で使用し、周囲の広範囲を照らす目的で光を拡散および散光させるよう工夫したものに大別される。近年、防災意識の高まりにより、緊急非難が必要な場合や停電時などでの、前記照明器具の様々な使用シーンの想定から、集光形、散光形の両方において照明器具の需要が高まっている。例えば、災害現場から逃げる場合には、歩行方向前方を明るく照射する必要があるが、それと同時に自分や同伴者の足元の安全を確保するために、広範囲に光を拡散する光も必要である。また、避難後の場所では周囲を広範囲に照らす安心感のある光が望ましい。使用者は、来たる災害に備え、望ましくは前記二種類の照明器具を常備する必要があり、コスト的にも、非難道具の置き場所、避難時の荷物増という点でも使用者に負担を強いるものであった。 Conventionally, lighting fixtures such as portable electric lamps and projectors are used to collect light from a light source and throw light in one direction far away, and to illuminate and diffuse light for the purpose of illuminating a wide area around the desk or indoors. It is roughly divided into things that are devised to diffuse. In recent years, due to the heightened awareness of disaster prevention, demand for luminaires in both concentrating and diffused forms is increasing due to the assumption of various usage scenes of the luminaires when emergency blame is required or during a power failure. . For example, when escaping from a disaster site, it is necessary to irradiate brightly in front of the walking direction, but at the same time, light that diffuses light over a wide area is also necessary to ensure the safety of the feet of yourself and your companion. In addition, it is desirable to have a safe light that illuminates the surrounding area extensively after evacuation. The user should prepare for the two types of lighting equipments in preparation for an upcoming disaster, and it will impose a burden on the user in terms of cost, the place to place the blame tools, and the increase of luggage during evacuation. It was a thing.
光源の光を集光し一方向遠方に光を投じて使用するものとしては、近年、主流になりつつあるLEDなどの主に一方向に指向性を持つ光源の指向方向前方に凸レンズを配置したり、光源の周囲にすり鉢状のリフレクターを配することで集光効果を発揮した懐中電灯が知られている。また、周囲の広範囲を照らす目的で光を拡散させるものとしては、指向性のあるLEDを光源に採用しながらも、光源の周囲を大型の着色や梨地状カバーで覆い周囲への光拡散をはかったランタン型の携帯電灯などが知られている。また、一台の製品の中に、集光用リフレクターと散光用フードを併せ持ち、それらを可動させて集光、散光を切り換えるタイプの製品も実用化されているが、集光時には前方にしか光が出ず、散光に切り替えたときは前方にはほとんど光が出ないようになっており、歩行方向前方の安全を確保する明るさを維持しながらも、自分の足元や同伴者の足元にも広く光を投じるようなものは無かった。また、概して集散光の切り替えに係る機構による部品点数も多くなり高価格の製品となっている(例えば、特許文献1)。 Concentrating the light from the light source and throwing the light in one direction far away, a convex lens is placed in front of the direction of the light source that has directivity mainly in one direction such as LEDs that are becoming mainstream in recent years. Or, a flashlight that exhibits a light collecting effect by arranging a mortar-shaped reflector around the light source is known. In addition, for diffusing light for the purpose of illuminating a wide area, the directional LED is used as a light source, but the surroundings of the light source are covered with a large colored or satin-like cover to spread the light to the surroundings. Lantern-type portable electric lights are known. In addition, a single product that has a condensing reflector and a diffuser hood that can be moved to switch between condensing and diffused light has been put into practical use. When you switch to diffuse light, there is almost no light in the front, and while maintaining the brightness to ensure safety in front of the walking direction, it is also at your feet and the feet of your companions There was no such thing as shining light widely. In general, the number of parts by the mechanism related to the switching of the diverging light is increased, resulting in an expensive product (for example, Patent Document 1).
このような従来の照明器具では使用者は、来たる災害などに備え、望ましくは集光形、散光形の二種類の照明器具を常備する必要があり、コスト的にも、非難道具の置き場所、避難時の荷物増という点でも使用者に負担を強いるものであった。 In such a conventional lighting fixture, the user should prepare for two types of lighting fixtures, preferably a concentrating type and a scattering type, in preparation for an upcoming disaster. The burden on users was also increased in terms of increasing luggage during evacuation.
本発明は、近年、球切れが少なく長寿命等の理由で主流になりつつあるLEDなど、主に一方向に指向性を持つ光源を使用しながら、一台の照明器具で、光源の光を集光し一方向遠方に光を投じる使いかたと、周囲の広範囲を照らす使い方が同時にできる照明器具の発光部を、簡単な構造で安価に作製することを可能にしたもので、災害の非難歩行時などで安全性を高め、非難後も使い勝手の良い照明器具を需要者に広く提供することを目的としている。 The present invention uses a light source mainly having directivity in one direction, such as an LED, which has recently become mainstream for reasons such as a short lifetime and a long life, and the light from the light source is emitted from a single lighting fixture. It is possible to make a light-emitting part of a lighting fixture that can be used for condensing and projecting light far away in one direction and illuminating a wide range of surroundings at a low cost with a simple structure, making it safe to walk in a disaster The purpose is to increase the safety in the time and provide a wide range of users with easy-to-use lighting fixtures even after refuge.
前記課題を解決するために、請求項1に係る発明の携帯電灯または投光器などの照明器具に使用する発光部は、一方向に主な指向性を持つ光源を用いたもので、光源の直近側方を、光源の主な指向方向に進むに従って細くなるか主な指向方向に略並行に伸びる光源カバーにて覆い、前記光源カバーの、光源の主な指向方向側の開口部に隣接し、開口部をほぼ覆う大きさにて集光手段を配置し、光源から見た前記集光手段の直径の大小、または、前記光源固有の指向角の広狭、または、前記光源カバーの光源から集光手段方向への長さの長短により、集光手段を通して一方向に投光される光と、光源カバーを通して発光部周囲広範囲へ散光される光の配分を調整可能としたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problem, a light emitting unit used in a lighting device such as a portable light or a projector according to the first aspect of the invention uses a light source having a main directivity in one direction, and is closest to the light source. The light source cover is covered with a light source cover that becomes thinner or substantially parallel to the main direction of the light source, and is adjacent to the opening of the light source cover on the side of the main light source direction. The condensing means is arranged in a size that almost covers the part, and the diameter of the condensing means as viewed from the light source, the wide and narrow directivity angle of the light source, or the condensing means from the light source of the light source cover Due to the length in the direction, it is possible to adjust the distribution of light projected in one direction through the light collecting means and light scattered through the light source cover to a wide area around the light emitting unit. .
本発明によれば、集光手段を通して一方向に投光される光とともに、光源カバーを通して発光部周囲に拡散する光を出し、その配分を考慮した照明器具の設計が自由にでき、一台の照明器具で、歩行方向前方の明るさを確保しながらも自分の足元や同伴者の足元にも拡散光を照射したり、卓上や室内で周囲を広範囲に照射することができ、用途に応じた照射形態を作り出すことができる。また、きわめて簡素な構造で安価な製品を提供できる。 According to the present invention, light that diffuses in one direction through the light collecting means and light that diffuses around the light emitting section through the light source cover can be emitted, and the design of the lighting fixture can be freely made in consideration of the distribution. With lighting equipment, while ensuring the brightness in the front of the walking direction, it is possible to irradiate diffused light to your feet and to the companion's feet, or to irradiate the surroundings extensively on a tabletop or indoor, depending on the application Irradiation forms can be created. In addition, an inexpensive product can be provided with an extremely simple structure.
さらに、望ましくは前記光源カバーの、光源の主な指向方向と反対側の終端開口部に、開口部外周から広がるつば状部材を設け、つば状部材は前期光源カバーと同じく着色または光拡散剤入りまたは材料面を梨地加工された状態もしくは外観表面を反射材として構成すると、つば状に広げた部分で、前記光源カバーにて拡散させた光を照明器具の外部に向けて再度反射拡散させることができる。 Further, preferably, a collar-shaped member extending from the outer periphery of the opening is provided at the terminal opening of the light source cover on the side opposite to the main directing direction of the light source, and the collar-shaped member is colored or contains a light diffusing agent as in the previous light source cover. Alternatively, when the material surface is processed into a satin finish or the exterior surface is configured as a reflector, the light diffused by the light source cover can be reflected and diffused again toward the outside of the lighting fixture at the widened portion of the collar. it can.
また、さらに前記集光手段の周辺面が、光源から見て集光手段と同位面に形成されていて、着色または光拡散剤入りまたは材料面を梨地加工された状態に構成すると、筒状の光源カバーで拡散させた光を、照明器具側方や器具下方の外部に向けてさらに広く拡散させることができるものである。 Further, when the peripheral surface of the light condensing means is formed on the same surface as the light converging means when viewed from the light source, and is configured to be colored or containing a light diffusing agent or a material-finished state, The light diffused by the light source cover can be diffused more widely toward the side of the lighting fixture or the outside below the fixture.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明を利用した実施の形態の一例である照明器具に使用する発光部と、それを応用した懐中電灯の断面図である。図1は、一般的な前方投光型の懐中電灯の電池ケース部に、本発明に係る発光部を組み合わせたものである。発光部1に電池ケース2がネジ
嵌合された構造で、電池ケース2内には電池3を直列に2本収納し、電池3の負極側に電池バネ4を配し、電池リード5を通してスイッチリード6部に導通され、発光部1側には、電池ケース2と接する面の中央にプラス端子7を、また、その周囲にはマイナス端子8を円周状に配し、プラス端子7とマイナス端子8は、それぞれ発光部1内に配置された回路基板9にコード10を介して接続されている。スイッチスライド11を発光部1の方向に動かし、それに連動しスイッチリード6がマイナス端子8に触れると光源14に給電され点灯する懐中電灯である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting unit used in a lighting fixture which is an example of an embodiment using the present invention and a flashlight to which the light emitting unit is applied. FIG. 1 shows a combination of a light emitting unit according to the present invention and a battery case part of a general front-projection type flashlight. The battery case 2 is screw-fitted to the light emitting unit 1, and two
発光部1は、透光性の材料で作られ電池ケース2との嵌合のためのネジ部12を形成した外装ケース13の中に、回路基板9を配置し、一方向に主な指向性を持つ光源14として、砲弾型のLED(発光ダイオード)を回路基板9上の発光部1の中心軸上に配置し、回路基板9と光源を覆うように、LEDカバー15が設けられている。LEDカバー15は、光源14の直近側方にあって光源14の指向方向に略並行に伸びる光源カバーとして筒部15aと、筒部15aにおける光源指向方向と反対側の終端開口部をつば状に開いたつば部15bとを一体に形成した漏斗型の形状である。
The light-emitting portion 1 has a
LEDカバー15は、透光性のある樹脂材料に少量の白色顔料または拡散剤を練り込んで半透明の乳白色としている。または、筒部15aの表面をつや消しの梨地加工としても良い。LEDカバー15のつば部15bは、表面にアルミ蒸着または銀地のシールを貼り付けるなどの方法で反射材16を配している。また、外装ケース13の光源指向方向側には透光性の前ベース17を配置している。前ベース17の中央には、筒部15aの光源指向方向側の開口部に隣接しその開口部をほぼ覆う大きさにて集光手段の凸レンズ17aが一体成形されている。凸レンズ17aの周囲面17bは、光源14から見てほぼ同位に形成されていて、表面は梨地に加工されている。なお、凸レンズ17aと凸レンズ17aの周囲面17bを別パーツで構成し、周囲面17bを少量の白色顔料または拡散剤を練り込んだ半透明の乳白色の樹脂としてもよい。
The
図2は、本実施の形態1における発光部での光の放射状態を断面図にて表したものである。図2上では光の進む方向を二点鎖線で示している。光源14から出た光は集光手段の凸レンズ17a方向に放射強度のピークを持っており、凸レンズ17aの直径範囲に入る光は凸レンズ17aを通して集光され、一方向前方を照らすに好適な光となって外部に出ていく。凸レンズ17aの直径範囲内に入らない光は筒部15aの内壁より筒部15aに入射し拡散された状態で筒部15a外壁より主に側方に拡散させることができる。同時に筒部15aの、光源14から凸レンズ17aに向かって伸びる側面全域が柱のように明るく浮かび上がる発光状態となるため、発光面積が大きくなり周囲に拡散光を届けやすくなると共に発光部分の単位面積あたりの明るさ、つまり、cd/m2で表される「輝度」が下がり、目で直接発光部分を見ても眩しくない状態とすることができ、ランタンとして本形態電灯を利用する場合に非常に好適である。
FIG. 2 shows a light emission state in the light emitting section in the first embodiment in a cross-sectional view. In FIG. 2, the traveling direction of light is indicated by a two-dot chain line. The light emitted from the
また、LEDカバー15のつば部15bは、筒部15aにより拡散された光を再度拡散・反射し、周囲に広く光を照射することができる。このとき、つば部15b表面に反射材16が配されていれば、より効率良く発光部の外部に光を放出することができる。なお、本実施の形態1では、つば部15bには傾斜が付いているが、水平面としても問題はない。
Further, the collar portion 15b of the
また、さらに凸レンズ17aの周辺面17bに梨地加工等をほどこして拡散性を持たせることにより、筒部15aで拡散させた光を、更に照明器具側方や器具下方の外部に向けて満遍なく拡散させることができるものである。本実施の形態1の懐中電灯では、電池ケース2の底面を広げ、卓上に縦置きしやすいようにしているが、このような使いかたをする場合に、特に凸レンズ17aの周辺面17bからの拡散光が卓上を照らす効果が得られ
る。なお、図指はしないが、回路基板上に実装して使用されるチップ型のLED光源も、光の指向角は広いが回路基板と垂直方向に放射強度のピークを持っており、主に一方向に指向性を持つ光源に含まれ本発明の構造が適用できる。
Further, by applying a satin finish or the like to the peripheral surface 17b of the
さらに、具体的には、実施の形態2以降で述べるが、光源から見た前記集光手段の直径の大小、または、前記光源固有の指向角の広狭、または、前記光源カバーの光源から集光手段方向への長さの長短により、集光手段を通して一方向に投光される光と、光源カバーを通して発光部周囲広範囲へ散光される光の配分を調整することが可能である。 More specifically, as described in the second and subsequent embodiments, the diameter of the condensing means as viewed from the light source, the wide and narrow directivity angle of the light source, or the light from the light source cover. Depending on the length in the direction of the means, it is possible to adjust the distribution of the light projected in one direction through the light collecting means and the light scattered through the light source cover to a wide area around the light emitting unit.
(実施の形態2)
図3は、本発明に係る発光部において、集光手段である凸レンズ17aの直径の大きさを変化させて、集光手段に入る光量を変化させた実施例を示したものである。図3(a)は、光源14の側方に接するように筒部15aを光源の指向方向に平行に伸ばし、その先端開口に筒径と同じ大きさに凸レンズ17aを配置したもの。図3(b)は、光源14の側方に少し空隙を持って筒部15aを光源14の指向方向と平行に伸ばし、その先端開口に筒径に合わせ、大きい凸レンズ17aを配置したもの。図3(c)は、光源14の側方に接するように筒部15aを配置しているが、光源14の指向方向に向かって細くなる形状としており、その先端開口に小さい凸レンズ17aを配置したものである。図3では、凸レンズ17aに入る光を二点鎖線で示している。このように、集光手段の直径の変化に伴い対応する筒部15aの開口大きさも同じく変化させ、集光手段が開口部をほぼ覆う大きさとすると、集光手段に入らなかった光は、ほぼすべて筒部15aに入射し拡散され、無駄なく散光用に利用される。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows an embodiment in which the amount of light entering the condensing means is changed by changing the diameter of the
(実施の形態3)
図4は、本発明に係る発光部1において、光源14固有の指向角のちがいにより、集光手段に入る光量を変化させた実施例を示したものである。図4(a)、図4(b)、図4(c)ともに、光源14の側方に接するように筒部15aを、光源14の指向方向に平行に伸ばし、その先端開口に筒径と同じ大きさに集光手段の凸レンズ17aを配置しているが、図4(a)は光源14に指向角の狭いものを採用し、光源14の指向方向正面にある凸レンズ17aに入射する光を多くしたものである。図4(b)は、その光源14は図4(a)よりもやや指向角の広いものを採用し、図4(c)は、光源14に図4(b)よりも更に指向角の広いもの採用したものである。図4では、光源14の指向特性を二点鎖線で示している。このように、光源14の指向角を変えることで集光手段の凸レンズ17aに向かう光と、筒部15aで拡散される光の配分を変えることができる。
(Embodiment 3)
FIG. 4 shows an embodiment in which, in the light emitting unit 1 according to the present invention, the amount of light entering the condensing means is changed by the difference in the directivity angle unique to the
(実施の形態4)
図5は、本発明に係る発光部1において、光源を囲む光源カバーである筒部15aの、光源14の指向方向への長さを変化させた実施例を示したものである。図5(a)、図5(b)、図5(c)ともに、凸レンズ17aの大きさとそれに対応する筒部15aの開口径は同じとしているが、光源14から凸レンズ17aまでの距離を変化させ、集光手段である凸レンズ17aに向かう光の量を変化させている。図5では、光源14の指向特性を二点鎖線で示している。ここでは、図5(a)、図5(b)、図5(c)すべて同じ指向特性の光源を使用している。なお、本実施の形態4では、筒部15aの部品自体の長さを変化させたが、光源14を筒部15a内で上下させて光源14から凸レンズ17aまでの距離を変化させても同じことである。
(Embodiment 4)
FIG. 5 shows an embodiment in which the length of the
以上のように、集光手段を通して一方向に投光される光とともに、光源カバーを通して発光部周囲に拡散する光を出し、その配分を考慮した照明器具の設計が自由にでき、一台の照明器具で、歩行方向前方の明るさを確保しながらも自分の足元や同伴者の足元も拡散光で照射したり、卓上や室内の周囲を広範囲に照射することができ、用途に応じた照射形
態を自由に作り出すことができる。また、きわめて簡素な構造で安価な照明器具製品を需要者に広く提供できる。
As described above, light that diffuses in one direction through the light collecting means and light that diffuses around the light emitting section through the light source cover can be emitted, and the lighting fixture can be freely designed in consideration of its distribution, so that a single illumination The device can illuminate your feet and the companion's feet with diffused light while ensuring the brightness in front of the walking direction, and can irradiate a wide range of the tabletop and the surroundings of the room, depending on the application Can be produced freely. In addition, it is possible to provide a wide range of consumers with inexpensive lighting equipment products with an extremely simple structure.
この発明の、照明器具に使用する発光部を、携帯電灯への応用例で実施の形態を説明した。本発明は、用途に応じた照射形態を自由に作り出すことができ、かつ簡素な構造なので携帯電灯以外の投光器や照明装置にも広く利用できる。 The embodiment of the light emitting unit used in the lighting apparatus according to the present invention has been described as an application example to a portable electric lamp. Since the present invention can freely create an irradiation form according to the application and has a simple structure, it can be widely used for projectors and lighting devices other than portable electric lamps.
1 発光部
2 電池ケース
3 電池
4 電池バネ
5 電池リード
6 スイッチリード
7 プラス端子
8 マイナス端子
9 回路基板
10 コード
11 スイッチスライド
12 ネジ部
13 外装ケース
14 光源(砲弾型のLED:発光ダイオード)
15 LEDカバー
15a 筒部
15b つば部
16 反射材
17 前ベース
17a 凸レンズ
17b 凸レンズ17aの周囲面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting part 2
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光源カバーの光源の主な指向方向側の開口部に隣接し、開口部をほぼ覆う大きさにて集光手段を配置し、光源から見た前記集光手段の直径の大小、または、前記光源固有の指向角の広狭、または、前記光源カバーの光源から集光手段方向への長さの長短により、集光手段を通して一方向に投光される光と、光源カバーを通して発光部周囲広範囲へ散光される光の配分を調整可能としたことを特徴とする携帯電灯や投光器などの照明器具に使用する発光部及びそれを使用した携帯電灯。 Using a light source with main directivity in one direction, cover the immediate side of the light source with a light source cover that narrows as it goes in the main directivity direction of the light source or extends substantially parallel to the main directivity direction,
The light collecting cover is disposed adjacent to the main light source opening direction side of the light source cover and has a size so as to substantially cover the opening, and the diameter of the light collecting means viewed from the light source, Light emitted in one direction through the light collecting means and a wide area around the light emitting unit through the light source cover due to the wide and narrow directivity angle of the light source or the length of the light source cover from the light source to the light collecting means direction. A light-emitting unit used in a lighting device such as a portable light or a projector, and a portable light using the light-emitting unit, characterized in that the distribution of scattered light can be adjusted.
つば状部材は着色または光拡散剤入りまたは材料面を梨地加工された状態もしくは外観表面を反射材としたことを特徴とする請求項1に記載の携帯電灯や投光器などの照明器具に使用する発光部及びそれを使用した携帯電灯。 A collar-shaped member extending from the outer periphery of the opening is provided at the terminal opening opposite to the main directing direction of the light source of the light source cover,
2. The light emission used in a lighting device such as a portable electric light or a projector according to claim 1, wherein the collar member is colored or contains a light diffusing agent, or has a material-finished surface or a reflective surface. Department and portable electric light using it.
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