JP2021183026A

JP2021183026A - 発光演出ユニット及び人形玩具

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Publication number: JP2021183026A
Application number: JP2020089064A
Authority: JP
Inventors: 力也高橋; Rikiya Takahashi; 俊高橋; Takashi Takahashi
Original assignee: Bandai Co Ltd
Current assignee: Bandai Co Ltd
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: CN113251347A; JP7143366B2; CN113251347B; WO2021235233A1; JP2022168252A

Abstract

【課題】人形玩具の特定部位の色を時間的に変化させるような演出的効果を簡易な構成で実現する。【解決手段】人形玩具の内部に配置される発光演出ユニットであって、配線が施されたフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板の配線上に配置された複数の発光体ユニットと、電源から前記配線に流れる電流の方向を制御する制御部とを備え、前記複数の発光体ユニットのそれぞれは、第１の色の第１のＬＥＤと第２の色の第２のＬＥＤとを備え、前記複数の発光体ユニットは前記配線により直列に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光演出ユニット及び人形玩具に関する。

いわゆるプラモデル（登録商標）と呼ばれるような組み立て模型や人形玩具の部品（パーツ）には、模型や人形玩具を装飾するための発光部品がある。

特許文献１は、球状の中空体に複数個の貫通孔を放射状に設けた基体と、この基体の貫通孔に着脱可能な発光体からなる装飾部材とを組み合わせた玩具を開示する。当該玩具は、基体と着色体または基体と発光体を組み合わせることにより、装飾用あるいは遊具用として使用できる。

特開平１１-０４７４５８号公報

模型や人形玩具の特定部位の色を時間的に変化させるような演出的効果を簡易な構成で実現することが望まれており、本願発明はそのための技術を提供する。

本発明は、人形玩具の内部に配置される発光演出ユニットであって、
配線が施されたフレキシブルプリント基板と、
フレキシブルプリント基板の配線上に配置された複数の発光体ユニットと、
を備え、
前記複数の発光体ユニットのそれぞれは、第１の色の第１のＬＥＤと第２の色の第２のＬＥＤとを備え、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤとは極性が反転されて並列に前記配線に接続され、電源から前記配線に流れる電流の方向が制御されると、前記電流の方向が第１の方向において前記第１のＬＥＤが発光し、前記電流の方向が前記第１の方向とは反対の第２の方向において前記第２のＬＥＤが発光し、
前記複数の発光体ユニットは前記配線により直列に接続されている。

本発明によれば、模型の特定部位の色を時間的に変化させるような演出的効果を簡易な構成で実現できる。

実施形態に対応する回路図の一例を示す図。実施形態に対応するフレキシブルプリント基板の構成の一例を示す図。実施形態に対応するＬＥＤの発光制御の一例を示す図。実施形態に対応する模型部品の構成例の一例を示す図。実施形態に対応する模型部品の構成例の他の一例を示す図。実施形態に対応する模型部品の断面の一例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、各図において、紙面に対する上下左右方向を、本実施形態における部品（またはパーツ）の上下左右方向として、本文中の説明の際に用いることとする。

まず、本実施形態に対応する発光演出ユニットを構成する発光回路の回路図を図１に示す。当該発光回路は、複数色のＬＥＤ等の発光体をフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の配線上に配置することにより構成することができる。フレキシブルプリント基板上の発光体を模型や人形玩具（以下、総称して模型という）の任意の部位に配置することで、模型の特定部位を発光させることができる。

図１に示す回路図は、発光回路を簡略的に示したものである。また、発光体の数はあくまで例示のため限定的に示しているが、より多く数の発光体をフレキシブルプリント基板上に配置することができる。

図１において発光回路１０は、電源１００と、電流方向制御回路１１０、制御部１２０、発光体ユニット１３０を含むように構成される。電源１００は、発光回路１０が動作するための電源を供給する。電流方向制御回路１１０は、発光体ユニット１３０に流れる電流の方向を第１の方向と、第１の方向とは反対の第２の方向とで切り替える切替回路であり、制御部１２０からの制御信号に応じて動作する。制御部１２０は、電流方向制御回路１１０の動作を制御するための制御信号を供給する。制御部１２０はマイコンにより構成することができ、例えば一定の時間間隔において、電流の流れる方向が第１の方向と第２の方向とで切り替わるように、電流方向制御回路１１０へ供給する制御信号を切り替える。

発光体ユニット１３０は、２つの色の異なるＬＥＤから構成され、第１の方向が順方向となる組の第１のＬＥＤと、第２の方向が順方向となる組の第２のＬＥＤとが並列に配置されてなる。換言すると、発光体ユニット１３０において、第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとは極性が反転されて並列に接続されている。また、第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとは発光色が異なり、例えば、第１のＬＥＤを赤とすると第２のＬＥＤを緑とすることができる。

色の組み合わせは、上記に限定されるものではなく、任意の色の組合せとすることができる。また、部位によって、組み合わせる色を異ならせてもよい。例えば、模型の腕や足の部分は赤と緑の組合せとし、胴体や頭の部分を赤と青の組合せとしてもよい。また、一部の発光体ユニット１３０は同色のＬＥＤの組合せとしてもよい。その場合、一部の部位においては発光色が変化しないこととなる。例えば模型の頭部等において、発光色を同一に維持するようにしてもよい。

また、発光体ユニット１３０は、複数のユニットが直列に接続されている。これにより、１つの電流方向制御回路１１０により、模型全体について発光体ユニット１３０の発光を制御することができる。

入力部１４０は、例えば模型に設けられたスイッチやボタン等の操作入力部であり、制御部１２０は、入力部１４０からの入力に従って、発光体ユニット１３０の発光態様を切り替えてもよい。

図２は、本実施形態に対応する発光演出ユニットの構成要素であるフレキシブルプリント基板の構成の一例を示す図である。フレキシブルプリント基板２００には、内部に配線２０１がめぐらされており、配線２０１がベースフィルムとカバーレイにより覆われている。配線２０１上には、任意の位置に発光体ユニット１３０が設置されている。図２に示す例では、配線２０１は全体として１本の配線を構成しており、正極端子２０２と負極端子２０３に電流方向制御回路１１０が接続されて、配線２０１を流れる電流の向きが第１の向きと第２の向きで切り替えられる。

発光体ユニット１３０は、フレキシブルプリント基板２００の表面側に配置され、配線２０１と発光体ユニット１３０のＬＥＤが接続されている。例えば、点線で囲んだ領域に示すように、赤色ＬＥＤの陽極と、緑色ＬＥＤの陰極とが配線２０１の正極側に接続され、負極側には赤色ＬＥＤの陰極と、緑色ＬＥＤの陽極とが接続されている。

フレキシブルプリント基板２００には、模型の部位に固定するための係合孔２０４が設けられており、当該係合孔２０４の孔を通して部位を結合することにより、フレキシブルプリント基板２００の位置を固定することができる。また、フレキシブルプリント基板２００は、任意に折り曲げることができるので、人形玩具や模型のパーツの形に合わせて折り曲げたり、撓ませたりして取り付けることができる。

また、図２に示す例では、一点鎖線で区切って示すように、フレキシブルプリント基板２００は、肢部、肩・腕部、胴体・腰部に分割される。フレキシブルプリント基板２００は胴体・腰部と肩・腕部が接続されており、また、胴体・腰部と肢部（脚部）とが接続されている。これにより、フレキシブルプリント基板２００は、胴体・腰部から肩を介して腕に跨って配置されると共に、胴体・腰部から肢部に跨って配置されることになる。

フレキシブルプリント基板２００は、首、肩、肘、腰、膝等の関節部分を構成するパーツの内部を貫通、或いは、通過して配置される。そのため、フレキシブルプリント基板２００の幅はできるだけ細いことが望ましく、配線数を減らすことが必要となっている。本実施形態では、フレキシブルプリント基板２００上の配線数を２本とすることができるので、最小限の配線数でフレキシブルプリント基板２００を構成することができる。一例として、フレキシブルプリント基板の配線部分の幅は、最も狭いところで例えば４ｍｍである。但し、配線部分の幅は、模型や人形玩具の大きさに応じて最狭幅が異なるものであり、４ｍｍより広くてもよい。或いは、４ｍｍよりも狭くてもよい。ただし、各配線の幅は１ｍｍ、また、各配線間の幅は０．３〜０．５ｍｍは確保することが、ノイズの抑制のためには望ましい。

次に、図３を参照して、制御部１２０による発光体ユニット１３０の発光制御について説明する。制御部１２０においては、発光体ユニット１３０に電流方向制御回路を通じて供給する電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することができる。図３では、制御の一例を示すが、グラフの縦軸は、ＬＥＤの輝度を、デューティ比で単位時間当たりの電圧パルスがオンになっている比率（単位：％）により示す。赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとはいずれも、最初の約３秒で、デューティ比を０％から９０％まで上昇させることで、消灯状態から輝度を上げている。

その後、デューティ比が９０％まで達したら、約３秒かけて一旦５０％まで落とし、輝度を下げる。その後は５０％から９０％を約６秒周期で４回繰り返し、それに応じて輝度を上下させている。演出終わりの最後の約３秒で５０％から０％に落とすことで、徐々に輝度を下げ、消灯する。赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとは交互に点灯され、上記の制御を繰り返す。赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとの切り替わりの間隔は、例えば１０秒程度とすることができるが、より短くても、より長くてもよい。

上記の制御方法は一例にすぎず、これ以外の方法によりデューティ比を制御したり、点灯時間を制御したりすることができる。また入力部１４０からの操作入力に応じて、赤色ＬＥＤまたは緑色ＬＥＤを切り替えて点灯してもよい。また、入力部１４０には複数のボタンが用意され、操作されたボタンの種類に応じて、異なるデューティ比や発光時間により発光体ユニット１３０を発光させてもよい。また、入力部１４０のスイッチは例えば、関節部に配置されており、関節を動かすことによってスイッチがオンされてもよい。例えば腕関節に配置された腕を振り上げるポーズを取った時にスイッチが入るようにしてもよい。

また、模型を第１の態様から第２の態様に手動または自動で変形が可能とし、第１の態様においては発光体ユニット１３０が隠されているが、第２の態様においては発光体ユニット１３０が露出されるように構成してもよい。その場合、第１の態様においては、発光体ユニット１３０を覆うパーツの一部或いは全体を遮光性部材で構成してもよい。遮光性部材は、例えば、光を吸収する色の成形パーツを用いたり、反射シールを貼ったりする等して構成してもよい。

本実施形態において、フレキシブルプリント基板２００は、模型の内部、具体的には胴体や腕に跨って、また、関節部（例えば、肘関節や膝関節）を通過するように配置される。これにより、フレキシブルプリント基板２００に配置された発光体ユニット１３０を模型の所定の位置に配置させることができる。以下、配置の具体例を図４から図６を参照して説明する。

図４は模型の胴体・腰部に配置される例を示している。フレキシブルプリント基板のパーツ４０１は、クリアパーツ４０２内に配置され、両端のＬＥＤの発光光は、クリアパーツ４０２を通過して外部に照射される。クリアパーツ４０２は、所定の色の透明のＡＢＳ樹脂からなる部材であって光を透過する。クリアパーツ４０２には上からパーツ４０３がかぶせられるが、パーツ４０３は光を透過しないポリスチレンにより構成されている。但し、このような光を透過しないパーツの形成材料としては、ポリスチレン以外の他の材質（ポリエチレン、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属等）の利用を排除するものではない。よって、パーツ４０１に配置されたＬＥＤからの発光光は図の下向きに照射されることになる。フレキシブルプリント基板の配線部４０４は、パーツ４０５の開口部を通って、模型の他の部位に延びる。このようにして、フレキシブルプリント基板２００の配線は、模型のパーツ内を通って、模型内（例えば、肢部）に配置される。

パーツ４０６は、フレキシブルプリント基板２００を外部の機器や電源パーツと接続するためのコネクタである。図１に示す電流方向制御回路１１０、電源１００、制御部１２０、入力部１４０等と接続するために用いることができる。本実施形態において、電流方向制御回路１１０、電源１００、制御部１２０、入力部１４０は、模型を設置するベース内に電池ボックスとして配置され、所定の配線によりコネクタと接続されるものとする。しかし、当該実施形態はあくまで一例であって、模型の内部に電流方向制御回路１１０、電源１００、制御部１２０、入力部１４０の全てを搭載してもよいし、そのうちの少なくとも一部、例えば電流方向制御回路１１０のみ、電流方向制御回路１１０と制御部１２０と入力部１４０を搭載し、残りの部分を設置用のベース内に配置してもよい。

次に図５は模型の脚部の構成の一例を示している。フレキシブルプリント基板のＬＥＤが配置されたパーツ５０１は、面発光パーツ５０２の内側に配置される。面発光パーツは、素材としてＧＰ（ハイインパクトＰＳ）からなり、素材は乳白色を有している。上述のクリアパーツ４０２は透けるような透明色で構成されていたが、これに対して面発光パーツは、あえてすりガラスのような乳白色、或いは、半透明にして光を逃がさないようにして光を拡散し発光面全体が均一な光り方をするようにしている。

面発光パーツ５０２の外側には、光を透過しない遮光パーツ５０３が配置されており、遮光パーツ５０３により面発光パーツ５０２が隠蔽された状態から、面発光パーツ５０２が部分的に露出するように遮光パーツ５０３の位置をずらすことが可能なように、他のパーツとの組み合わせにおいて構成されている。遮光パーツ５０３の位置をずらすための機構は、一般的な機構であるため説明を省略する。これにより、ＬＥＤの点灯により発生した光を、面発光パーツ５０２を介して遮光パーツ５０３の隙間から確認することができる。

上記ではＬＥＤからの光を面発光パーツが直接に受ける場合を記載したが、図６の例示的な断面図に示すようにクリアパーツを介して面発光パーツで光を拡散するようにしてもよい。図６においては、ＬＥＤ６０１からの発光光はクリアパーツ６０２及び６０３を介して、面発光パーツ６０５に伝達され拡散される。クリアパーツの外側は光を透過しない遮光パーツ６０４により覆われているため、光は左右方向には拡散せず、パーツ６０５の方向に伝達される。このようにしてクリアパーツを介することにより、クリアパーツの大きさや厚みに応じて、さらには遮光パーツとの組み合わせにより、光の拡散方向や範囲を調節することができる。

以上のように、本実施形態によれば、配線に流れる電流の方向を制御することにより複数の異なる発光色のＬＥＤを交互に、或いは、選択的に発光させることが可能となる。例示の実施形態においては、第１の方向に電流が流れている場合に、赤色ＬＥＤが発光し、第１の方向とは逆方向の第２の方向に電流が流れている場合に緑色ＬＥＤが発光する。

本実施形態においては、異なる発光色のＬＥＤを並列に逆方向に接続することで、配線本数を最小限とすることが可能とする。これにより、フレキシブルプリント基板の幅も最小限とすることが可能となり、模型のパーツの内部を通して任意の位置にＬＥＤを配置して、光による演出を行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、光源である発光体（ＬＥＤ）と、光を透過する透明のパーツと、光を拡散する面発光パーツとを組み合わせることにより、光源からの光を模型の任意の位置に伝達し、拡散させることを可能とする。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims

人形玩具の内部に配置される発光演出ユニットであって、
配線が施されたフレキシブルプリント基板と、
フレキシブルプリント基板の配線上に配置された複数の発光体ユニットと、
を備え、
前記複数の発光体ユニットのそれぞれは、第１の色の第１のＬＥＤと第２の色の第２のＬＥＤとを備え、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤとは極性が反転されて並列に前記配線に接続され、電源から前記配線に流れる電流の方向が制御されると、前記電流の方向が第１の方向において前記第１のＬＥＤが発光し、前記電流の方向が前記第１の方向とは反対の第２の方向において前記第２のＬＥＤが発光し、
前記複数の発光体ユニットは前記配線により直列に接続されている、
発光演出ユニット。
前記第１の色と前記第２の色とは異なる色である、請求項１に記載の発光演出ユニット。
前記複数の発光体ユニットのうちの少なくとも１つは、前記第１の色と前記第２の色とが同一の色である請求項１に記載の発光演出ユニット。
前記複数の発光体ユニットのうちの少なくとも１つは、第３の色の第３のＬＥＤと第４の色の第４のＬＥＤとを備え、前記第３の色及び前記第４の色は、前記第１の色及び前記第２の色の少なくともいずれかとは異なる色である、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光演出ユニット。
前記フレキシブルプリント基板は、前記人形玩具の腕に配置される部分と、前記人形玩具の肢に配置される部分とが、それぞれ前記人形玩具の胴体内に配置される部分に接続されて構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の発光演出ユニット。
前記フレキシブルプリント基板の幅は４ｍｍである、請求項１から５のいずれか１項に記載の発光演出ユニット。
前記フレキシブルプリント基板の配線と接続されたコネクタを更に備え、
前記コネクタを介して、前記電源と、前記電源から前記配線に流れる電流の方向を制御する制御部とに接続される請求項１から６のいずれか1項に記載の発光演出ユニット。
請求項１から７のいずれか１項に記載の発光演出ユニットが内部に配置された人形玩具。
前記フレキシブルプリント基板を前記人形玩具の内部に配置することにより、前記複数の発光体ユニットのそれぞれが前記人形玩具の所定の部位に固定される、請求項８に記載の人形玩具。
前記複数の発光体ユニットの少なくとも１つが、前記人形玩具の少なくとも１つの肢部の内部に配置され、前記肢部の所定の位置を発光させる、請求項９に記載の人形玩具。
前記肢部は屈曲可能な関節機構を有し、前記フレキシブルプリント基板は前記関節機構を通過するように前記肢部の内部に配置される、請求項１０に記載の人形玩具。
前記フレキシブルプリント基板は前記人形玩具の胴体の内部から、少なくとも１つの肢部の内部に跨って配置されている、請求項８から１１のいずれか１項に記載の人形玩具。