JP4107493B2

JP4107493B2 - Hand-held instrument

Info

Publication number: JP4107493B2
Application number: JP2003112783A
Authority: JP
Inventors: 智玉置
Original assignee: LAB Sphere Corp
Current assignee: LAB Sphere Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2019-08-02
Also published as: JP2004006318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置の付いたドライバ等の手工具や筆記具等の手持ち器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
研究発表会や講演会等においては、しばしば、スライド上映やビデオ上映がなされ机上は暗闇と化す。このような暗闇のなかでメモをとりたい場合には何らかの照明器具があると便利である。また、夜間にかかってきた電話の内容を暗闇のなかで手帳にメモをしておきたい場合、或いは夜間の屋外作業中や運動選手の夜間練習中に記録をしたい場合等には、それらの作業に際し、何らかの照明器具が必要である。さらに、空調機や船舶のエンジン部等の大きな機械装置等の点検・修理等に際しては昼間の作業であっても、奥部は暗く、何らかの照明器具が必要な場合がある。
【０００３】
しかし、補助者がいない場合には、一方の片手に照明器具、他方の片手に手工具や筆記具を持ち、これら手持ち器具の使用中に常時該当個所を局所照明する方法では極めて作業性に劣る。また常時、手持ち器具と併せて照明器具を携帯するのは、状況や用途によっては不便である。
【０００４】
最近、筆記具の分野においては、筆記具と照明器具とを一体化した照明装置付き筆記具が商品化されている。しかし、この照明装置付き筆記具は、白熱電球を用いおり、この白熱電球の消費電力が大きいので、電池の寿命が短いという欠点を有している。さらに、白熱電球自身の寿命も短いという欠点を有している。長時間或いは数日間にわたって継続して研究発表会や講演会が開催されるような場合、長時間の局所照明が必要になり、電池の交換回数が増えるばかりか、電池の購入のための費用や予備の白熱電球（替え玉）の用意等の心配が増えるので、経済的には好ましくない。
【０００５】
この点から、ペン先近傍の極小面積に発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けた筆記具も市場に出現し始めている。ペン先近傍のＬＥＤから発せられる光で、紙面を局所照明するように工夫されたものである。ＬＥＤは白熱電球に比べて数十分の１から数百分の１の範囲の消費電力で済むので、充分な電池の寿命を得ることができる。残念ながら、このＬＥＤを取り付けた筆記具は、あまり明るくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＥＤは、電気エネルギーを直接光エネルギーに変換するため、白熱球に比し、遙かに高効率である。白熱球においては、電気エネルギーを一旦熱エネルギーに変換し、その発熱に伴う輻射を利用している。このため、その変換効率は原理的に低く、１％を越えることはない。一方、ＬＥＤにおいては、変換効率が２０％以上程度が可能で、白熱球に比し約１００倍以上の変換効率が容易に達成出来る。さらに、ＬＥＤは半永久的とも考え得る長寿命である。
【０００７】
かかる優れた特徴をＬＥＤは有するものの、現状では、ＬＥＤの応用は各種機器のコントロールパネルの表示ランプや、電光掲示板等の表示装置等の極く限られた範囲に限定されており、ＬＥＤが照明装置に使用された例は少ない。最近、鍵穴の照明器具や上述した照明装置付き筆記具等が登場しつつあるが、いずれにしろ、小さな面積しか照明できないものである。これはＬＥＤの輝度は極めて高いにもかかわらず、ＬＥＤ１個の光の出射面積が１ｍｍ^２程度の小さな面積であるため、照明器具としての十分な光束が得られないという事情に起因している。
【０００８】
前述の照明装置付き筆記具においては、照明持続時間を長くすることができるものの、照度を充分に高くすることができないので、ペン先程度の極限られた領域しか明るくすることができず、また全体としても充分な明るさとは言えるものではなかった。従って、暗闇で筆記することや、研究発表会で配布された論文抄録等の書類を閲読するには、しばしば支障が生じていた。
【０００９】
照明装置の観点からは、ＬＥＤの個数を増やして輝度を高めることが考えられるが、部品点数が増え、手持ち器具の構造が複雑になり、小型軽量化を図るためには極めて製作が複雑になる。
【００１０】
ＬＥＤの主材料は、高価な化合物半導体が用いられており、なおかつ、エピタキシャル成長や不純物拡散等の高度の製造技術が要求されるため、ＬＥＤの製造単価（コスト）の低減には一定の限界がある。さらに、青（Ｂ）色ＬＥＤの材料である窒化ガリウム（ＧａＮ）のエピタキシャル成長の基板には、高価なサファイア基板が用いられている等各半導体材料特有の事情もある。また、ＬＥＤの材料である化合物半導体のエピタキシャル成長用基板としては、大口径ウェハは現状では入手出来ないことや、エピタキシャル成長の均一性等の製造技術上の問題もあり、基本的に大面積の発光領域を有したＬＥＤを製造するのは困難である。
【００１１】
いずれにしても、ＬＥＤの個数やチップ面積を増大させることは、製品の単価（コスト）を増大させることになり、好ましくない。
【００１２】
このような事情から、従来は、充分な照度が確保でき、しかも、暗闇での作業性や携帯性に優れた手工具や筆記具等の手持ち器具は、長く待望されているにもかかわらず、現実には実現出来ないでいた。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明の目的は、部品点数が実質的に減少し、より構造が簡単になる、照明装置付き手持ち器具を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の特徴は、頂部が凸面形状となるように樹脂モールドされた半導体発光素子と、この半導体発光素子を駆動する電源部と、内部に収納部を有し、単３形〜単５形乾電池の直径よりも大きな外径寸法の手持ち軸部であって、半導体発光素子を閉じこめるように収納し、半導体発光素子の光を底部及び底部以外の内壁面で集光する空洞部を有し、光を作業用先端部まで集光・伝達させ、作業用先端部から光を出射し、これにより被作業対象を局所照明するように、同一の透明プラスチック材料若しくは同一の透明ガラス材料で一体として構成された光学媒体からなる手持ち軸部と、収納部に収納された中心軸部とを備え、半導体発光素子と手持ち軸部との間を着脱可能なようにし、手持ち軸部を作業者が握る部位とし、作業用先端部より光の一部を出射すると同時に、手持ち軸部の外周の表面より、収納部の内壁で乱反射した光を出射可能としたことである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、外径と長さとの関係、各部の寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構造は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１６】
（基礎構造）
本発明の実施の形態の説明の前に、その基礎構造について説明する。図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態の基礎構造に係る手持ち器具は、第１の光学媒体２１２によりモールドされ、この第１の光学媒体２１２の頂部より、所定の波長の光を出力する半導体発光素子としての可視光ＬＥＤ２０と、この半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０を駆動する電源部２４と、第１の光学媒体２１２を収納する第１の空洞部を内部に有し、半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０の光を外部に出射するための湾曲面からなる頂部を有する第２の光学媒体２１と、この第２の光学媒体２１を収納する第２の空洞部１７を有する第３の光学媒体１１からなる手持ち軸部（ペン軸）１０とを備えたボールペンである。そして、この第３の光学媒体１１は、円筒形の第３の空洞部（収納部）を有し、この第３の空洞部には、中心軸部（インクカートリッジ）１５が収納されている。さらに、本発明の基礎構造に係る手持ち器具は、半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０を駆動する電源部２４と、電源部２４の電源供給を制御するスイッチ部２６とを備えている。このボールペンのペン先（作業用先端部）１４の最先端部分には自在に回転し紙面に適度にインクを供給するための鋼鉄性ボールが配設されている。鋼鉄製ボールは、直径０．２ｍｍ^φ乃至０．８ｍｍ^φ等の現在市販されている種々の大きさのものが使用可能である。
【００１７】
そして、図２に示すように、この手持ち器具（ボールペン）は、筆記具本体１とライト部本体２とに分解して、ライト部本体２を単独使用可能なように構成されている。即ち、この手持ち器具（ボールペン）は、筆記具本体１をライト部本体２に着脱自在に装着できるようになっている。
【００１８】
インクカートリッジ１５は、ペン軸１０の中心軸部分に配設されたカートリッジ取り付け穴１５Ａに、図１中及び図２中、右側のペン先方向から左側に向かって取り付けられ、又インクがなくなり交換する際には左側から右側に向かってカートリッジ取り付け穴１５Ａから取り外すようになっている。
【００１９】
第３の光学媒体１１には、ＬＥＤ光の波長に対する透過率が高く、その製作が容易で、しかも比較的軽量な透明なアクリル樹脂、透明なプラスチック材料を使用することができる。好みによって筆記具本体１に重量感を持たせ、筆記しやすくすることが要求される場合には、第３の光学媒体１１は透明なガラス材料で形成してもよい。透明なガラス材料としては、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等の種々の材料が使用可能である。あるいは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等の結晶性材料を用いてもかまわない。ペン軸１０は、例えば直径約12mm、全長約150mmの寸法で形成されている。
【００２０】
コーティング層１２は、後述する光分散部１９の領域を除き、第３の光学媒体１１の表面の大半に配設されているが、場合によりこのコーティング層１２を省略しても良い。ペン先部に光を集中したいときはこのコーティング層１２を用いれば良く、ペン軸１０からの光を局所照明に用いたければ、コーティング層１２を設ければ良い。後者の目的のコーティング層１２には、第３の光学媒体１１の表面を保護し、かつ、ＬＥＤ光の波長に対する第３の光学媒体１１の光の伝送効率を高めるために、反射率が高い金属性コーティング層を使用することができる。また、コーティング層１２には、ファッション性を高め、或いはデザイン性を高めるために、適度な透明性を有しかつ着色されたスケルトンタイプの（半透明な）樹脂コーティング層や、不透明の着色された樹脂コーティング層を使用することができる。また、コーティング層１２は、ある程度の光の透過率が得られれば、ラバーコーティング層や、塗装コーティング層であってもよい。例えば、コーティング層１２からの透過光を有効に使うことにより、夜間歩行の安全用手持ち器具や、コンサート会場に於ける遊技用手持ち器具としてのペンライトとして、使用可能である。
【００２１】
光分散部１９は、第３の光学媒体１１の端部表面を加工して形成すればよい。例えば、複数のＶ字形状、Ｕ字形状、或いは扁平な凹部を、第３の光学媒体１１の端部設ける方法や、細かな凹凸を設ける方法、或いは比較的透明度の高い磨りガラス状に曇らせる方法等が可能である。更に、ガラス等の透明材料の微粒子を第３の光学媒体１１の端部に塗布や付着しても良い。いずれにしても、光分散部１９は第３の光学媒体１１により集光され伝達されてきた光を適度に分散させて暗闇筆記に必要な範囲の紙面を明るく局所照明することができるような光学設計をすればよい。
【００２２】
図１及び図２に示すように、筆記具本体１の左端には、本発明の第２の光学媒体２１を収納する第２の空洞部としての光学媒体結合部１７が配設されている。この光学媒体結合部１７は、いわば、第２の光学媒体２１を収納するソケット部（メス体）である。つまり、光学媒体結合部１７にはライト部本体２の第２の光学媒体（プラグ部：オス体）２１を挿入して結合するようになっている。この第２の空洞部の底部は、第２の光学媒体（プラグ部：オス体）２１の頂部の曲率半径とほぼ等しい曲率半径の凹面をなしており、第２の光学媒体２１からの光が有効に、第３の光学媒体１１に導くことが可能なように構成されている。また、この空洞部の内径は、第２の光学媒体（プラグ部：オス体）２１の外径（頂部以外の部分）の外径より、極僅か、例えば、０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍ程度大きく形成されている。そして、光学媒体結合部（ソケット部）１７の端部（図２において、左側）には、筆記具側結合部１８としての雌ネジが設けられている。一方、
ライト部筐体２３の一端には、筆記具本体１の筆記具側結合部１８と連結される雄ネジで形成されたライト側結合部２８が配設されている。なお、ここでは、筆記具本体１とライト部本体２とを、雄ネジ・雌ネジを用いて着脱する方式を例示したが、はめ込み方式やクランプ形式等他の方式でもかまわない。
【００２３】
さらに、第３の光学媒体１１の内部において、カートリッジ取り付け穴１５Ａの底面には反射ミラー１１Ａが装着されている。この反射ミラー１１Ａは可視光ＬＥＤ２０から発せられる光を反射させて照明効率を高めるようになっている。
【００２４】
さらに、図示を省略しているが、インクカートリッジ１５を挿入する部分となる第３の光学媒体１１の第３の空洞部（収納部）の内壁、若しくはカートリッジの外壁にも反射ミラーを設けてもよい。また、第３の空洞部の内壁に、乱反射面となる細かな凹凸を設ければ、暗闇において、インクカートリッジ１５の挿入された部分が視認出来ると同時に、この乱反射面からの光により、筆記具本体１のまわりが、かすかに明るくなる効果も期待できる。前述したペンライトとしての使用目的の時は、第３の空洞部の内壁に乱反射面を設けることは有効である。
【００２５】
一方、ライト部本体２は、ライト部筐体２３と、ライト部筐体２３の図１中及び図２中右側に装着された半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０と、ライト部筐体２３の中央部分に配設された電源部２４と、ライト部筐体２３の左端に配設されたスイッチ部２６とを備えている。第１の光学媒体２１２の頂部は、市販の樹脂モールドされたＬＥＤ２０の頂部の形状であり、所定の曲率半径を有した凸面形状で形成されている。凸面形状の頂部を除けば、樹脂モールドされたＬＥＤ２０は、例えば、直径（外径）２〜３ｍｍ^φの円柱形状である。また、第２の光学媒体２１は、第１の光学媒体２１２を収納出来るように、第１の空洞部を有している。第１の空洞部の側壁部は、樹脂モールドされたＬＥＤ２０を収納できるように、直径（内径）２.５〜４ｍｍ^φの円筒形状となっている。第２の光学媒体２１は、凸形状の出射面となる頂部近傍を除けば、ほぼＬＥＤ２０と同様な円柱形状である。この第２の光学媒体２１の円柱形状部分の直径（外径）は、ライト部筐体２３の外径より小さな所定の値に選べば良い。例えば、６〜１１ｍｍ^φ程度に選べば良い。第２の光学媒体２１の頂部は、所定の曲率半径を有した凸面形状で形成されており、この第２の光学媒体２１は可視光ＬＥＤ２０から発せられる光を効率良く集光して、外部に出射可能なようになっている。
【００２６】
一般の可視光ＬＥＤ（樹脂モールドされたＬＥＤ）においては、樹脂モールド（第１の光学媒体）２１２の頂部の凸形状湾曲面以外の所から出る光は、いわゆる迷光成分となり、照明には寄与しない。しかし、本発明の基礎構造においては、可視光ＬＥＤ２０が第２の光学媒体２１の第１の空洞部にほぼ完全に閉じこめられているので、これらの迷光成分が有効に照明に寄与出来るようになる。即ち、第１の空洞部の入射面（底部）以外の内壁面も、有効な光の入射部として機能しうるのである。また、可視光ＬＥＤ２０と第１の空洞部との間にはそれぞれの界面で反射した光の成分が多重反射し、迷光成分となっている。従来公知のレンズ等の光学系では、これらの迷光成分は、照明に寄与できるように取り出すことは出来ない。しかし、これらの迷光成分も、本発明の基礎構造においては、第１の空洞部の内部に閉じこめられているので、最終的には、照明に寄与できる成分となりうる。この結果、樹脂モールド（第１の光学媒体）２１２の形状等の光の取り出し効率や、光学系相互の反射成分等に依存せず、ほぼ、内部量子効率とほぼ等しい効率で、潜在的なＬＥＤチップの光エネルギーを有効に取り出すことが可能となる。このようにして、基礎構造に係る光学的構造によれば、市販されている樹脂モールドされたＬＥＤ２０の数を多数必要とすることなく、局所照明に寄与する光ビームとして所望の照射面積の光束を確保し、且つ所望の照度を簡単に得ることが出来る。この照度は従来公知のレンズ等の光学系では達成不可能な照度である。驚くことに、現在市販されているハロゲンランプを用いた細身の懐中電灯と同程度の照度がたった一個のＬＥＤで実現できるのである。このように、基礎構造に係る光学的構造によれば、従来の技術常識では全く予測できない照度を、図１及び図２に示すような簡単な構造で、実現出来る。
【００２７】
ライト部筐体２３は、内部に電源部２４を収納できる筒状の中空円柱体、若しくはこれに類似な形状で形成されている。ライト部筐体２３には、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の材料や、アクリル樹脂やプラスチック材料等で形成することができる。ペン軸１０と同様に、ライト部筐体２３は、例えば透明なアクリル樹脂やプラスチック材料、又は適度に着色された半透明か不透明のアクリル樹脂やプラスチック材料で形成してもよい。ライト部筐体２３は、筆記具本体１のペン軸１０と例えば同等の外径寸法で構成されている。
【００２８】
図３に示すように、ＬＥＤチップ２１０は、ベース基台（ステム）２０１に設けられた支持台（ダイパッド）２０２の上にマウントされている。そして、このＬＥＤチップ２１０は、第１の光学媒体２１２により樹脂モールドされている。第１のリード配線２０３は、ＬＥＤチップ２１０の一方の電極（下部電極）に、支持台（ダイパッド）２０２を介して、その一端が接続され、他端は、ベース基台２０１を貫通して、その裏面まで導出されている。同様に、第２のリード配線２０４は、ＬＥＤチップ２１０の他方の電極（上部電極）に、その一端が接続され、他端は、ベース基台２０１を貫通して、その裏面まで導出されている。符号は付けないが、ＬＥＤチップ２１０の他方の電極（上部電極）と第２のリード配線２０４との間はボンディングワイヤにより電気的に接続されている。このようにして、可視光ＬＥＤ２０は、ベース基台（ステム）２０１、支持台（ダイパッド）２０２、ＬＥＤチップ２１０、第１のリード配線２０３、第２のリード配線２０４及び第１の光学媒体２１２等から構成されている。ベース基台（ステム）２０１は、外周部をステンレス、真鍮や銅等の金属で覆われたセラミックス等の絶縁体で構成してもよく、第１の光学媒体２１２の一部として、第１の光学媒体２１２と同一の材料で構成しても良い。また、図３では、第１の光学媒体２１２とベース基台（ステム）２０との間に、段差がある構造を示しているが、第１の光学媒体２１２とベース基台（ステム）２０とを同一の外径で構成し、両者の間の段差を無くしても良い。
【００２９】
なお、本発明の基礎構造に係る手持ち器具に用いる可視光ＬＥＤ２０としては、種々の色（波長）のＬＥＤが使用可能である。但し、暗闇筆記の際の局所照明のためには、白色ＬＥＤが人間の目には自然であるので好ましい。白色ＬＥＤは種々の構造のものが使用できる。たとえば、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチップを縦に積層して構成しても良い。この場合、ベース基台（ステム）２０１から、それぞれの色のＬＥＤチップに対応し、合計６本のピンが導出されても良い。また、第１の光学媒体２１２及びベース基台（ステム）２０１の内部配線として、６本のピンを２本にまとめ、外部ピンとしては２本設けられた構造としてもかまわない。また、一方の電極（接地電極）を共通とすれば、外部ピンは４本でよい。また、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチップの駆動電圧を互いに独立に制御出来るようにしておけば、あらゆる色の混合が可能であるので、色合いの変化を楽しむことが可能である。
【００３０】
第１の光学媒体２１２は、レンズ作用と同時に、ＬＥＤチップ２１０を保護する機能を有するモールド体である。この第１の光学媒体２１２には、例えば透明な熱硬化性エポキシ樹脂やアクリル樹脂を使用することができる。第１の光学媒体２１２の図３中右側の部分は、所定の曲率半径を有した凸面形状で形成されており、この第１の光学媒体２１２はＬＥＤチップ２１０から発せられる光（白色光）を効率良く集光して第２の光学媒体２１に出射するようになっている。
【００３１】
図１及び図３に示すように、電源部２４は、手持ち器具の携帯性を高め、かつ適度な照度を得るために、２個の直列に接続された単３形〜単５形の乾電池２４１及び２４２により構成することが可能である。或いはディスクタイプのリチウム電池やマンガンリチウム電池等も使用可能である。なお、電源部２４は、必ずしも上記の乾電池に限定されるものではなく、充電可能な小型の他の種類のバッテリーで構成してもよい。
【００３２】
スイッチ部２６は、その詳細な構成は省略するが、基本的には回転式やプッシュ式等の簡単な構造でよい（セキュリティ機能を付加する場合は、このスイッチ部には、論理回路やパルス発信器、電圧調整器等が組み込まれる）。また、色合いの変化を楽しむ機能を付加したい場合は、スイッチ部２６に、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチップの駆動電圧を互いに独立に制御出来る電圧調整器を内蔵させておけばよい。スイッチ部２６の一方の端子は、ライト部筐体２の内側に配設された図示しない配線を通して可視光ＬＥＤ２０の第２のリード配線２０４に接続されている。スイッチ部２６の他方の端子は、図１に示すように、乾電池２４１及び２４２を保持しつつ配線としても兼用される導電性弾性体２５、乾電池２４２、２４１のそれぞれを通して、可視光ＬＥＤ２０の第１のリード配線２０３に接続されている。
【００３３】
スイッチ部２６は、その構成を示していないが、ネジ等によりライト部筐体２の他端に着脱自在に取り付け取り外しができるようになっており、このスイッチ部２６をライト部筐体２から取り外した状態において乾電池２４１及び２４２の交換が行われるようになっている。本発明の基礎構造において、導電性弾性体２５は、例えば鉄、銅等の金属のコイルスプリングで形成されている。なお、導電性弾性体２５は、金属板を折り返した板ばねのようなものであってもよい。
【００３４】
さらに、ライト部筐体２３の他端側の外周には、手持ち器具を例えば背広のポケットに携帯しておくためのクリップ３０が取り付けられている。
【００３５】
この照明装置付き手持ち器具は、筆箱に入れて或いは背広のポケットにクリップ３０を利用して携帯することができる。そして、例えば研究発表会や講演会のスライド上映中にメモを取りたい場合、夜の暗闇の中で手帳にメモを取りたい場合等には、手持ち器具のスイッチ部２６を操作することにより、図３に示すように電源部２４から可視光ＬＥＤ２０のＬＥＤチップ２１０に直流電流が流れ、ＬＥＤチップ２１０から白色光等の可視光が発せられる。ＬＥＤチップ２１０から発せられた可視光は、図３中、矢印で示すように、第１の光学媒体２１２でまず効率良く集光され、引き続き第２の光学媒体２１、第３の光学媒体１１のそれぞれでも効率良く集光され、第３の光学媒体１１を通してペン軸１０の内部をペン先１４の方向に向かって伝播される。ＬＥＤチップ２１０から発せられた可視光のうち、筆記具本体１の軸心に沿ってペン先１４に向かう可視光はカートリッジ取り付け穴１５Ａの底面の反射ミラー１１Ａで反射され、この反射された可視光は、第２の光学媒体２１の表面や第１の光学媒体２１２の表面で再度反射されて漏れなくペン先１４に向って伝播されるようになっている。
【００３６】
第３の光学媒体１１を伝播してきた可視光は最終的には光分散部１９を通して分散され、暗闇筆記に必要な適度な紙面の照度を得ることができる。この状態で、ペン先１４の鋼鉄製ボールを紙面に対して回転させることにより、このボールの回転に応じてインクカートリッジ１５から適度なインクを紙面に供給することができる。
【００３７】
このように構成される基礎構造に係る照明装置付き手持ち器具によれば、ＬＥＤチップ２１０からの光を効率良く集光する第１の光学媒体２１２、第２の光学媒体２１及び第３の光学媒体１１を備え、照明効率を向上させることができるので、白熱電球と同等の実用上充分な照度を得ることができる。さらに、この手持ち器具は、可視光ＬＥＤ２０を使用しているので、電力消費が少なく、照明持続時間を長くすることができる。例えば、白熱電球を使用する場合に比べて、数十倍から数百倍も長い照明持続時間を得ることができる。さらに、この手持ち器具は、可視光ＬＥＤ２０に光を集光させる第１の光学媒体２１２、第２の光学媒体２１及び第３の光学媒体１１を備えただけの簡易な構造で構成することができる。また、この手持ち器具は、簡易な構造なので、製作が容易で、製作コストも削減することができる。
【００３８】
さらに、第３の光学媒体１１を利用してペン軸１０を形成しているので、筆記具本体１に使用される部品点数を削減することができる。部品点数の削減により、より一層簡易な構造の手持ち器具を実現することができる。この結果、さらに、製作が容易で、かつ製作コストが削減できる照明装置付き手持ち器具を実現することができる。
【００３９】
なお、本発明の基礎構造に係る手持ち器具は、第１の光学媒体２１２、第２の光学媒体２１、第３の光学媒体１１、光分散部１９の少なくともいずれか１つに着色を施し、研究発表会や講演会などでメモをとる際に周囲の人に迷惑がかからない程度に、又デザイン性を高めるために、白色光ではなく、赤（Ｒ）色、黄色、紫色等の色を帯びた光を照射できるように構成してもよい。
【００４０】
以下に、本発明の基礎構造の照明装置付き手持ち器具の変形例（第１乃至第５の変形例）について説明する。これらの第１乃至第５の変形例によっても、図１乃至図３に示す手持ち器具で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
第１の変形例：
図４（Ａ）に示す手持ち器具（筆記具）は、図１乃至図３に示す手持ち器具（筆記具）と基本的な構成は同一であるが、筆記具本体１のペン先１４を保護し、ペン軸１０に着脱自在に取り付け取り外しができるアウターキャップ３１を備えている。そして、このアウターキャップ３１にはクリップ３２が取り付けられている。
【００４２】
また、アウターキャップ３１の少なくとも、ペン先１４近傍を透明材料で形成し、このペン先１４近傍の幾何学的形状を所定の形状に選んでおけば、アウターキャップ３１を付けたままでも懐中電灯として機能させることが可能である。
【００４３】
第２の変形例：
図４（Ｂ）に示す手持ち器具は、図４（Ａ）に示す筆記具（手持ち器具）と基本的な構成は同一であるが、筆記具本体１を万年筆として構成している。即ち、筆記具本体１は、万年筆のペン先１４０と、このペン先１４０にインクを供給するインクカートリッジ１５０とを備えて構成されている。
【００４４】
この図４（Ｂ）に示す筆記具（手持ち器具）においては、筆記具本体１を万年筆として構成しているが、図４（Ａ）に示す筆記具で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
第３の変形例：
図５（Ａ）に示す手持ち器具は、図４（Ａ）に示す筆記具と基本的な構成は同一であるが、筆記具本体１を筆型ペン（毛筆ペン）として構成している。即ち、筆記具本体１は、筆型ペンの毛筆ペン先１４１と、この毛筆ペン先１４１に墨汁を供給する墨汁カートリッジ１５１とを備えて構成されている。
【００４６】
この図５（Ａ）に示す筆記具においても、図４（Ａ）に示す筆記具で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
第４の変形例：
図５（Ｂ）に示す手持ち器具は、図４（Ａ）に示す筆記具と基本的な構成は同一であるが、筆記具本体１をマジックペンシルとして構成している。即ち、筆記具本体１は、マジックペンシルのペン先１４２と、このペン先１４２にマジックインクを供給するマジックインクカートリッジ１５２とを備えて構成されている。
【００４８】
この図５（Ｂ）に示す筆記具においても、図４（Ａ）に示す筆記具で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
第５の変形例：
図６に示す手持ち器具は、図１乃至図３に示す筆記具と基本的な構成は同一であるが、筆記具本体１をシャープペンシルとして構成している。即ち、筆記具本体１は、芯１８０をガイドする芯先ガイド１６１及びチャックスリーブストッパー１６２を含むペン先１６０と、複数本の替芯１８１を収納しておく替芯カートリッジ１７０と、この替芯カートリッジ１７０に替芯１８１を補給するために着脱自在に装着されたカートリッジ蓋１７６と、芯１８０を芯先ガイド１６１から適量送り出すためのノック機構とを備えている。
【００５０】
ノック機構は、芯１８０を保持するとともに軸心方向に移動可能なチャック１７３と、このチャック１７３の開閉動作を制御するチャックスリーブ１７２と、チャック１７３と替芯カートリッジ１７０との間を連結する連結管１７１と、チャックスリーブストッパー１６２で軸心方向の動きが止められたチャックスリーブ１７２内部にチャック１７３が配設されるように作用するコイルスプリング１７４と、替芯カートリッジ１７０に取り付けられ連結管１７１を介してチャック１７３を軸心方向にスライドさせるためのスライダー１７５とを備えて構成されている。
【００５１】
つまり、ノック機構は、スライダー１７５をペン先１６０の方向にスライドさせることによって、連結管１７１を介してチャック１７３をチャックスリーブ１７２から抜け出るように押し出し、チャックスリーブ１７２から抜け出ることでチャック１７３を開き、この状態でチャック１７３の移動とともに芯１８０を適量送り出すようになっている。そして、ノック機構は、スライダー１７５に加えていた力を解除することによって、コイルスプリング１７４が元の位置に戻るように作用するので、チャックスリーブ１７２の内部にチャック１７３を収納してチャック１７３を閉じ、このチャック１７３で芯１８０を保持するようになっている。
【００５２】
例えば、本発明の基礎構造に係る手持ち器具において、第３の光学媒体の屈折率の分布が一様な場合を示した。しかし、第３の光学媒体の屈折率の分布は必ずしも一様である必要はない。図７に示すように構成して、第３の光学媒体の屈折率の分布を不均一にしても良い。図７においては、樹脂製光ファイバー１１１の複数本を集合し、これを本発明の第３の光学媒体として用いている。周知のように、光ファイバー１１１は屈折率の高いコア部と屈折率の低いクラッド部から構成されているので、複数本の樹脂製光ファイバーの互いのクラッド部を融合すれば、一体化した第３の光学媒体が構成できる。図７（Ａ）に示すように、第３の光学媒体を構成する各ファイバー１１１の端部を第２の光学媒体２１に対して所定の角度に配向することにより、半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０の光を有効に第３の光学媒体に導くことが出来る。図７（Ｂ）に示すように、この例では、８本の樹脂製光ファイバーのクラッド部１１１が示されているが、この各クラッド部はそれぞれ８個の光分散部１９に導かれている。そして、この互いに融合した８本の樹脂製光ファイバー１１１は、ペン軸筐体１１０の内部に収納されている。或いは、透明の光学材料中に８本の貫通孔を形成し、それぞれの貫通孔孔の中に、コア部とそれを覆うクラッド部からなる光ファイバー１１１を挿入しても良い。いずれにしても、光ファイバー１１１は光の伝送効率が高いので、手持ち軸部（第３の光学媒体）１０が長くなるような構造の手持ち器具には有効である。また、樹脂製光ファイバー１１１は安価で、熱による加工も容易であるので、樹脂製光ファイバー１１１を用いることにより、簡単且つ低コストで、手持ち器具を製造することが可能となる。
【００５３】
また、筆記具は前述したボールペン、万年筆、毛筆ペン、マジックペンシル、シャープペンシルに限られるものではない。さらに、蛍光インクペン、修正インクペン等の様々な筆記具に応用できることは上記の説明により、本発明の趣旨を理解すれば、自明であろう。また、構造は若干複雑になるが、ボールペンとシャープペンシル等２つ以上の機能を有した筆記具や多色のボールペンでもかまわない。また、電子手帳やパーソナルコンピュータ等に入力するための電子ペンでもかまわない。
【００５４】
さらに、筆記具は本発明の手持ち器具の例の一部に過ぎず、本発明を限定するものではない。図１に示した構造において、インクカートリッジ１５の位置に、押し出し運動若しくはねじれ運動をする固形状物（棒紅）を配置すれば、化粧器具（棒口紅）を構成することも可能である。本発明によれば、図１と同様に、光分散部を設けることにより、口だけでなく、顔全体の広い範囲を照明できるので、非常に便利である。さらに、図５（Ａ）の構造を変形すれば、化粧筆を構成することも可能である。航空機の客室乗務員等の、特定の状況においては、暗闇で化粧を直したい場合もあり、かかる場合には本発明の照明装置付き化粧器具は便利である。特に、本発明の照明装置付き化粧器具は白色光が使用できるので、昼間と同じ自然な感じの化粧が暗闇で可能である。
【００５５】
さらに、本発明の手持ち器具は、図８に示すドライバ、図９に示すスパナ、図示を省略したレンチ等種々の手工具にも適用可能である。図８に示すドライバは、工具本体１Ｔとライト部本体２とに着脱自在になっている。第３の光学媒体１１からなる手持ち軸部（柄）１０Ｄは、円筒形の第３の空洞部（収納部）を有し、この第３の空洞部には、金属棒からなるドライバ軸（中心軸部）１１５が収納され、第３の光学媒体１１とドライバ軸１１５とは、軸ストッパ１１６により互いに強固に固定されている。また、第３の光学媒体１１の先端部は凸形状になり、光集光部１１Ｂを構成し、作業時にドライバ軸１１５の先端部（ヘッド）が効率よく局所照明出来るようになっている。図８においては、力を加え易くするために、ライト部本体２の頭が大きくなっているが、図１と同様に、ライト部筐体２３の他端側の外周にクリップを取り付けておけば、ライト部本体２を例えば作業服のポケットに常時携帯するのに便利である。
図９に示すスパナも同様に、工具本体１Ｄとライト部本体２とに分離可能なように構成されている。図９の工具本体１Ｄは強固な肉厚金属製の外装スリーブ１２Ｓで、所定の力学的強度を保証し、外装スリーブ１２Ｓの内部に第３の光学媒体１１が設けられている。外装スリーブ１２Ｓと第３の光学媒体１１とで柄（手持ち軸部）１０Ｓを構成している。長手方向に垂直な断面図を省略しているが、外装スリーブ１２Ｓ及び第３の光学媒体１１の垂直な断面は、扁平な矩形断面である。第３の光学媒体１１の先端部は凸形状になり、ボルト・ナット回転部１２６の切り欠いた奥部に頂部を露出し、この頂部からの光で、被作業対象であるボルト・ナットを効率よく局所照明出来るようになっている。
【００５６】
また、本発明の手持ち器具において、第３の光学媒体１１の中間部分にハーフミラーを装着し、手持ち軸部１０の中間部分から光を照射できるように構成してもよい。
【００５９】
（本発明の実施の形態）
あまり強い光が不要な使用環境であれば、上記の基礎構造で説明した手持ち器具のそれぞれの構造は、第２の光学媒体２１と第３の光学媒体１１との間を固定し、第１の光学媒体２１２と第２の光学媒体２１との間を着脱可能なようにし、第１の光学媒体２１２の頂部から出る光を照明光源として使用可能である。そして、第２の光学媒体２１と第３の光学媒体１１とを同一材料で一体として構成し、第１の光学媒体２１２と第２の光学媒体２１との間を着脱可能なようにすれば、部品点数が実質的に減少し、より構造が簡単になる。この場合でも、通常の半導体発光素子の明るさは確保できるので、一定の目的のためには充分機能可能である。
【００６０】
（その他の実施の形態）
以上、本発明を上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数が実質的に減少し、より構造が簡単になる、照明装置付き手持ち器具の構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基礎構造に係る手持ち器具（筆記具）の断面構造図である。
【図２】図１の手持ち器具（筆記具）の一部を断面にして説明する分解構造図である。
【図３】図１の手持ち器具（筆記具）の光路に着目した模式図である。
【図４】図４（Ａ）は本発明の基礎構造の第１の変形例に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図、図４（Ｂ）は本発明の基礎構造の第２の変形例に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図である。
【図５】図５（Ａ）は本発明の基礎構造の第３の変形例に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図、図５（Ｂ）は本発明の基礎構造の第４の変形例に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図である。
【図６】本発明の基礎構造の第５の変形例に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の他の基礎構造に係る手持ち器具（筆記具）の長手方向に沿った断面構造図で、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＢ−Ｂ方向に沿った断面図である。
【図８】本発明の更に他の基礎構造に係る手持ち器具（手工具）の断面構造図である。
【図９】本発明の更に他の基礎構造に係る手持ち器具（手工具）の断面構造図である。
【符号の説明】
１…筆記具本体，１Ｄ…工具本体，１Ｔ…工具本体，１Ｔ…手工具本体，２…ライト部本体，１０…手持ち軸部（ペン軸），１１…第３の光学媒体，１１Ａ…反射ミラー，１１Ｂ…光集光部，１２…コーティング層，１２Ｓ…外装スリーブ，１４…ペン先，１５…インクカートリッジ，１５…筆記用カートリッジ，１５Ａ…穴，１７…光学媒体結合部，１７…第２の空洞部，１８…筆記具側結合部，１９…光分散部，２０…ＬＥＤ，２１…第２の光学媒体，２３…ライト部筐体，２４…電源部，２５…導電性弾性体，２６…スイッチ部，２８…ライト側結合部，３０…クリップ，３１…アウターキャップ，３２…クリップ，１１０…ペン軸筐体，１１１…クラッド部，１１１…ファイバー，１１１…光ファイバー，１１１…樹脂製光ファイバー，１１５…ドライバ軸，１１６…軸ストッパ，１２６…ナット回転部，１４０…ペン先，１４１…毛筆ペン先，１４２…ペン先，１５０…インクカートリッジ，１５１…墨汁カートリッジ，１５２…マジックインクカートリッジ，１６０…ペン先，１６１…芯先ガイド，１６２…チャックスリーブストッパ，１７０…替芯カートリッジ，１７１…連結管，１７２…チャックスリーブ，１７３…チャック，１７４…コイルスプリング，１７５…スライダー，１７６…カートリッジ蓋，１８０…芯，１８１…替芯，２０１…ベース基台，２０３…第１のリード配線，２０４…第２のリード配線，２１０…ＬＥＤチップ，２１２…第１の光学媒体，２４１，２４２…乾電池[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a hand tool such as a driver with a lighting device or a hand-held instrument such as a writing instrument.
[0002]
[Prior art]
  In research presentations and lectures, slides and videos are often displayed, and the desktop becomes dark. If you want to take notes in such darkness, it is convenient to have some kind of lighting equipment. Also, if you want to keep a note of the contents of a telephone call you received at night in the notebook, or if you want to record it during night work outdoors or during night practice of athletes At that time, some kind of lighting equipment is required. Further, when checking and repairing large mechanical devices such as an air conditioner and an engine unit of a ship, even in daytime work, the inner part is dark and some lighting equipment may be necessary.
[0003]
  However, in the case where there is no assistant, a method of holding a lighting device in one hand and a hand tool or writing tool in the other hand and always locally illuminating the corresponding part while using the hand-held device is extremely inferior in workability. In addition, it is inconvenient to always carry a lighting fixture with a hand-held device depending on the situation and application.
[0004]
  In recent years, in the field of writing instruments, writing instruments with lighting devices in which writing instruments and lighting fixtures are integrated have been commercialized. However, this writing instrument with an illuminating device uses an incandescent lamp, and since the power consumption of the incandescent lamp is large, there is a drawback that the battery life is short. In addition, the incandescent lamp itself has a short life. When research presentations or lectures are held for a long period of time or for several days, long-time local lighting is required, which not only increases the number of battery replacements, but also costs for purchasing batteries. This is economically undesirable because there is an increased concern about preparing a spare incandescent light bulb (replacement bulb).
[0005]
  From this point, a writing instrument in which a light emitting diode (LED) is attached to a minimum area in the vicinity of the nib is beginning to appear on the market. The light emitted from the LED in the vicinity of the pen tip is devised so as to locally illuminate the paper surface. Since the LED requires power consumption in the range of several tenths to one hundredths compared with incandescent bulbs, a sufficient battery life can be obtained. Unfortunately, the writing instrument with this LED attached is not very bright.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  Since LEDs directly convert electrical energy into light energy, they are much more efficient than incandescent bulbs. In the incandescent bulb, electrical energy is once converted into thermal energy, and radiation associated with the heat generation is used. For this reason, the conversion efficiency is low in principle and does not exceed 1%. On the other hand, in an LED, the conversion efficiency can be about 20% or more, and a conversion efficiency of about 100 times or more can be easily achieved as compared with an incandescent bulb. Furthermore, LEDs have a long lifetime that can be considered semi-permanent.
[0007]
  Although LEDs have such excellent characteristics, at present, the applications of LEDs are limited to a very limited range such as display lamps for control panels of various devices and display devices such as electric bulletin boards. Few examples have been used in the device. Recently, lighting devices with keyholes and the above-mentioned writing instruments with lighting devices have appeared, but in any case, only a small area can be illuminated. Although the brightness of the LED is extremely high, the light emission area of one LED is 1 mm.²Due to the small area, it is caused by the fact that a sufficient luminous flux as a lighting fixture cannot be obtained.
[0008]
  In the above-mentioned writing instrument with an illumination device, although the illumination duration can be increased, the illuminance cannot be sufficiently increased, so that only a limited area such as a pen tip can be brightened, and as a whole However, the brightness was not enough. Therefore, it was often difficult to write in the dark and to read papers such as paper abstracts distributed at research presentations.
[0009]
  From the viewpoint of the lighting device, it is conceivable to increase the number of LEDs to increase the brightness, but the number of parts increases, the structure of the handheld device becomes complicated, and the manufacturing becomes extremely complicated in order to reduce the size and weight. .
[0010]
  As the main material of LED, an expensive compound semiconductor is used, and advanced manufacturing techniques such as epitaxial growth and impurity diffusion are required. Therefore, there is a certain limit to the reduction of the manufacturing cost (cost) of LED. . Furthermore, there is a situation peculiar to each semiconductor material, such as an expensive sapphire substrate used for an epitaxial growth substrate of gallium nitride (GaN) which is a material of a blue (B) LED. In addition, as a substrate for epitaxial growth of compound semiconductors that are materials for LEDs, large-diameter wafers are not currently available, and there are problems in manufacturing technology such as uniformity of epitaxial growth. It is difficult to manufacture an LED having
[0011]
  In any case, increasing the number of LEDs and the chip area is not preferable because it increases the unit price (cost) of the product.
[0012]
  Under these circumstances, hand-held instruments such as hand tools and writing instruments that have been able to secure sufficient illuminance and have excellent workability and portability in the dark have long been awaited. Could not be realized.
[0013]
  The present invention has been made to solve the above problems. Therefore, the object of the present invention isThe number of parts is substantially reduced, and the structure becomes simpler.It is to provide a hand-held instrument with a lighting device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the features of the present invention are:A semiconductor light-emitting element resin-molded so that the top part has a convex shape, a power supply unit that drives the semiconductor light-emitting element, and a storage part inside, outside that is larger than the diameter of the AA to AA dry batteries It is a hand-held shaft part of a diametrical size, and is housed so as to confine the semiconductor light emitting element, and has a hollow part for condensing the light of the semiconductor light emitting element on the bottom part and the inner wall surface other than the bottom part. Concentrated and transmitted, hand-held consisting of an optical medium that is integrated with the same transparent plastic material or the same transparent glass material so as to emit light from the working tip, thereby locally illuminating the work target A shaft part and a central shaft part housed in the storage part are provided so that the semiconductor light-emitting element and the hand-held shaft part can be attached and detached, and the hand-held shaft part is a part that is gripped by the operator. Emits a part of light At the same time, the surface of the outer periphery of the hand shaft, and capable of emitting light diffusely reflected by the inner wall of the housing partIt is that.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the outer diameter and the length, the ratio of dimensions of each part, and the like are different from the actual ones. Therefore, the specific structure should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[0016]
(Foundation structure)
  Prior to the description of the embodiment of the present invention, the basic structure will be described.As shown in FIGS. 1 and 2, the embodiment of the present inventionFoundation structureThe hand-held instrument according to the present invention is molded by the first optical medium 212, and the visible light LED 20 as a semiconductor light-emitting element that outputs light of a predetermined wavelength from the top of the first optical medium 212, and the semiconductor light-emitting element ( In order to emit light from the semiconductor light emitting device (visible light LED) 20 to the outside, the power source 24 that drives the visible light LED) 20 and the first cavity that houses the first optical medium 212 are included. A hand-held shaft portion (pen shaft) 10 composed of a second optical medium 21 having a top portion made of a curved surface and a third optical medium 11 having a second cavity portion 17 for accommodating the second optical medium 21. And a ballpoint pen. The third optical medium 11 includes a cylindrical third cavity (Storage part)A center shaft portion (ink cartridge) 15 is accommodated in the third cavity portion. further,Basic structure of the present inventionThe hand-held instrument according to the embodiment includes a power supply unit 24 that drives the semiconductor light emitting element (visible light LED) 20 and a switch unit 26 that controls power supply of the power supply unit 24. A steel ball for rotating freely and supplying ink appropriately to the paper surface is disposed at the tip of the tip (working tip) 14 of the ballpoint pen. Steel balls are 0.2mm in diameter^φTo 0.8mm^φThose of various sizes currently available on the market can be used.
[0017]
  As shown in FIG. 2, the hand-held instrument (ballpoint pen) is configured to be disassembled into a writing instrument body 1 and a light section body 2 so that the light section body 2 can be used alone. That is, this hand-held instrument (ballpoint pen) is configured so that the writing instrument body 1 can be detachably attached to the light unit body 2.
[0018]
  The ink cartridge 15 is attached to the cartridge attachment hole 15A disposed in the central axis portion of the pen shaft 10 from the right pen tip direction to the left side in FIG. 1 and FIG. In this case, the cartridge is removed from the cartridge mounting hole 15A from the left side to the right side.
[0019]
  The third optical medium 11 can be made of a transparent acrylic resin or a transparent plastic material that has a high transmittance with respect to the wavelength of the LED light, is easy to manufacture, and is relatively light. The third optical medium 11 may be formed of a transparent glass material when it is required to give the writing instrument body 1 a feeling of weight and make it easy to write according to preference. As the transparent glass material, various materials such as quartz glass, soda-lime glass, borosilicate glass, and lead glass can be used. Alternatively, a crystalline material such as zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), or silicon carbide (SiC) may be used. The pen shaft 10 has a diameter of about 12 mm and a total length of about 150 mm, for example.
[0020]
  The coating layer 12 is disposed on most of the surface of the third optical medium 11 except for a region of the light dispersion portion 19 described later. However, the coating layer 12 may be omitted in some cases. The coating layer 12 may be used when it is desired to concentrate light on the pen tip, and the coating layer 12 may be provided if light from the pen shaft 10 is used for local illumination. The latter coating layer 12 is a metal having a high reflectance in order to protect the surface of the third optical medium 11 and to increase the light transmission efficiency of the third optical medium 11 with respect to the wavelength of the LED light. A functional coating layer can be used. In addition, the coating layer 12 is a skeleton type (translucent) resin coating layer having an appropriate transparency and colored in order to enhance fashionability or design, or an opaque colored layer. A resin coating layer can be used. The coating layer 12 may be a rubber coating layer or a paint coating layer as long as a certain level of light transmittance is obtained. For example, by effectively using the transmitted light from the coating layer 12, it can be used as a penlight as a safety handheld device for walking at night or as a game handheld device at a concert venue.
[0021]
  The light dispersion unit 19 may be formed by processing the end surface of the third optical medium 11. For example, a method of providing a plurality of V-shaped, U-shaped, or flat concave portions at the end of the third optical medium 11, a method of providing fine irregularities, or a method of fogging a relatively transparent glass glass Etc. are possible. Furthermore, fine particles of a transparent material such as glass may be applied or adhered to the end of the third optical medium 11. In any case, the light diffusing unit 19 is an optical device that can appropriately disperse the light collected and transmitted by the third optical medium 11 to brightly and locally illuminate the paper surface in the range necessary for dark writing. Just design.
[0022]
  As shown in FIGS. 1 and 2, an optical medium coupling portion 17 serving as a second cavity for housing the second optical medium 21 of the present invention is disposed at the left end of the writing instrument body 1. In other words, the optical medium coupling portion 17 is a socket portion (female body) that houses the second optical medium 21. That is, the second optical medium (plug part: male body) 21 of the light part main body 2 is inserted into the optical medium coupling part 17 and coupled. The bottom of the second cavity has a concave surface with a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the top of the second optical medium (plug part: male body) 21, and the light from the second optical medium 21 is transmitted to the bottom of the second cavity. It is configured so that it can be effectively guided to the third optical medium 11. In addition, the inner diameter of the hollow portion is very slightly, for example, about 0.05 mm to 0.2 mm larger than the outer diameter of the outer diameter (portion other than the top) of the second optical medium (plug portion: male body) 21. Is formed. A female screw as a writing instrument side coupling portion 18 is provided at an end portion (left side in FIG. 2) of the optical medium coupling portion (socket portion) 17. on the other hand,
At one end of the light unit housing 23, a light side coupling portion 28 formed by a male screw coupled to the writing instrument side coupling portion 18 of the writing instrument body 1 is disposed. In addition, although the system which attaches / detaches the writing instrument main body 1 and the light part main body 2 using a male screw and a female screw was illustrated here, other systems, such as a fitting system and a clamp system, may be used.
[0023]
  Further, inside the third optical medium 11, a reflecting mirror 11A is mounted on the bottom surface of the cartridge mounting hole 15A. The reflection mirror 11A reflects the light emitted from the visible light LED 20 to increase the illumination efficiency.
[0024]
  Furthermore, although not shown, the third cavity (the third optical medium 11 serving as a part into which the ink cartridge 15 is inserted (Storage part)A reflection mirror may be provided on the inner wall of the cartridge or the outer wall of the cartridge. Also, if the inner wall of the third cavity is provided with fine irregularities that serve as an irregular reflection surface, the inserted portion of the ink cartridge 15 can be visually recognized in the dark, and at the same time, the light from the irregular reflection surface causes the writing instrument body. The effect of brightening around 1 can also be expected. For the purpose of use as the penlight described above, it is effective to provide a diffuse reflection surface on the inner wall of the third cavity.
[0025]
  On the other hand, the light unit body 2 includes a light unit housing 23, a semiconductor light emitting element (visible light LED) 20 mounted on the right side of the light unit housing 23 in FIG. 1 and FIG. A power supply unit 24 disposed at the center portion and a switch unit 26 disposed at the left end of the light unit housing 23 are provided. The top of the first optical medium 212 has the shape of the top of a commercially available resin-molded LED 20 and is formed in a convex shape having a predetermined radius of curvature. Except for the convex top, the resin-molded LED 20 has a diameter (outer diameter) of 2 to 3 mm, for example.^φIt is a cylindrical shape. In addition, the second optical medium 21 has a first cavity so that the first optical medium 212 can be accommodated. The side wall of the first cavity has a diameter (inner diameter) of 2.5 to 4 mm so that the resin-molded LED 20 can be accommodated.^φIt has a cylindrical shape. The second optical medium 21 has a cylindrical shape that is substantially the same as that of the LED 20 except for the vicinity of the top that is a convex emission surface. The diameter (outer diameter) of the cylindrical portion of the second optical medium 21 may be selected to be a predetermined value smaller than the outer diameter of the light unit housing 23. For example, 6-11mm^φChoose to the extent. The top part of the second optical medium 21 is formed in a convex shape having a predetermined radius of curvature, and this second optical medium 21 efficiently collects the light emitted from the visible light LED 20 to the outside. It can be emitted.
[0026]
  In a general visible light LED (resin-molded LED), light emitted from places other than the convex curved surface at the top of the resin mold (first optical medium) 212 becomes a so-called stray light component and does not contribute to illumination. . But,Basic structure of the present inventionSince the visible light LED 20 is almost completely enclosed in the first cavity of the second optical medium 21, these stray light components can effectively contribute to illumination. That is, the inner wall surface other than the incident surface (bottom portion) of the first cavity portion can also function as an effective light incident portion. Further, between the visible light LED 20 and the first cavity, light components reflected at the respective interfaces are multiple-reflected to become stray light components. In a conventionally known optical system such as a lens, these stray light components cannot be extracted so as to contribute to illumination. However, these stray light components alsoBasic structure of the present inventionSince it is confined in the inside of the first cavity portion, it can eventually become a component that can contribute to illumination. As a result, the potential LED does not depend on the light extraction efficiency such as the shape of the resin mold (first optical medium) 212, the reflection components between the optical systems, etc., and is substantially equal to the internal quantum efficiency. It is possible to effectively extract the light energy of the chip. In this wayFoundation structureAccording to the optical structure according to the present invention, a light beam having a desired irradiation area is secured as a light beam contributing to local illumination without requiring a large number of commercially available resin-molded LEDs 20, and a desired illuminance. Can be easily obtained. This illuminance is an illuminance that cannot be achieved by a conventionally known optical system such as a lens. Surprisingly, it can be realized by only one LED having the same illuminance as a thin flashlight using a halogen lamp currently on the market. in this way,Foundation structureAccording to this optical structure, it is possible to realize an illuminance that cannot be predicted by conventional common sense with a simple structure as shown in FIGS.
[0027]
  The light section housing 23 is formed in a cylindrical hollow cylindrical body that can accommodate the power supply section 24 therein, or a shape similar thereto. The light housing 23 can be formed of a material such as stainless steel or aluminum alloy, an acrylic resin, a plastic material, or the like. Similar to the pen shaft 10, the light section housing 23 may be formed of, for example, a transparent acrylic resin or plastic material, or a moderately colored translucent or opaque acrylic resin or plastic material. The light part housing | casing 23 is comprised by the pen-shaft 10 of the writing instrument main body 1, for example by the equivalent outer diameter dimension.
[0028]
  As shown in FIG. 3, the LED chip 210 is mounted on a support base (die pad) 202 provided on a base base (stem) 201. The LED chip 210 is resin-molded with the first optical medium 212. One end of the first lead wiring 203 is connected to one electrode (lower electrode) of the LED chip 210 via a support base (die pad) 202, and the other end penetrates the base base 201. It is derived to the back side. Similarly, one end of the second lead wiring 204 is connected to the other electrode (upper electrode) of the LED chip 210, and the other end passes through the base base 201 and is led out to the back surface thereof. . Although not labeled, the other electrode (upper electrode) of the LED chip 210 and the second lead wiring 204 are electrically connected by a bonding wire. In this manner, the visible light LED 20 includes a base base (stem) 201, a support base (die pad) 202, an LED chip 210, a first lead wiring 203, a second lead wiring 204, a first optical medium 212, and the like. It is composed of The base base (stem) 201 may be configured by an insulator such as ceramics whose outer peripheral portion is covered with a metal such as stainless steel, brass, or copper, and as a part of the first optical medium 212, the first base You may comprise with the same material as the optical medium 212. FIG. 3 shows a structure in which there is a step between the first optical medium 212 and the base base (stem) 20, but the first optical medium 212 and the base base (stem) 20 May be configured with the same outer diameter, and the step between them may be eliminated.
[0029]
  In addition,Basic structure of the present inventionAs the visible light LED 20 used for the hand-held device according to the above, LEDs of various colors (wavelengths) can be used. However, a white LED is preferable for local illumination when writing in the dark because it is natural for the human eye. White LEDs having various structures can be used. For example, three LED chips of red (R), green (G), and blue (B) may be stacked vertically. In this case, a total of six pins may be derived from the base base (stem) 201 corresponding to each color LED chip. Further, as the internal wiring of the first optical medium 212 and the base base (stem) 201, six pins may be combined into two and two external pins may be provided. If one electrode (ground electrode) is used in common, the number of external pins may be four. Also, if the driving voltages of the three LED chips of red (R), green (G) and blue (B) can be controlled independently of each other, any color can be mixed. It is possible to enjoy the change in hue.
[0030]
  The first optical medium 212 is a mold body having a function of protecting the LED chip 210 simultaneously with the lens action. For the first optical medium 212, for example, a transparent thermosetting epoxy resin or acrylic resin can be used. The right portion of the first optical medium 212 in FIG. 3 is formed in a convex shape having a predetermined radius of curvature, and the first optical medium 212 emits light (white light) emitted from the LED chip 210. The light is condensed efficiently and emitted to the second optical medium 21.
[0031]
  As shown in FIGS. 1 and 3, the power supply unit 24 includes two AA to AA batteries 241 connected in series in order to improve the portability of the handheld device and to obtain appropriate illuminance. And 242 can be configured. Alternatively, a disk-type lithium battery, a manganese lithium battery, or the like can be used. Note that the power supply unit 24 is not necessarily limited to the dry battery described above, and may be configured by other types of small rechargeable batteries.
[0032]
  Although the detailed configuration of the switch unit 26 is omitted, the switch unit 26 may basically have a simple structure such as a rotary type or a push type (when a security function is added, the switch unit has a logic circuit or pulse transmission). Equipment, voltage regulator, etc.). In addition, when it is desired to add a function for enjoying a change in hue, the drive voltage of the three LED chips of red (R), green (G) and blue (B) is controlled independently from each other on the switch unit 26. A voltage regulator that can be built in. One terminal of the switch unit 26 is connected to the second lead wiring 204 of the visible light LED 20 through a wiring (not shown) disposed inside the light unit housing 2. As shown in FIG. 1, the other terminal of the switch unit 26 holds the dry batteries 241 and 242 and also passes through the conductive elastic body 25 that is also used as a wiring and the dry batteries 242 and 241, respectively. The lead wiring 203 is connected.
[0033]
  Although the switch unit 26 is not shown in its configuration, it can be detachably attached to and removed from the other end of the light unit housing 2 with screws or the like. The switch unit 26 can be detached from the light unit housing 2. In this state, the batteries 241 and 242 are exchanged.Basic structure of the present inventionThe conductive elastic body 25 is formed of a coil spring made of a metal such as iron or copper. The conductive elastic body 25 may be a leaf spring obtained by folding a metal plate.
[0034]
  Further, a clip 30 for carrying a hand-held instrument in, for example, a wide pocket is attached to the outer periphery on the other end side of the light unit housing 23.
[0035]
  This hand-held instrument with a lighting device can be carried in a pencil case or using a clip 30 in a back pocket. For example, if you want to take notes during slide shows of research presentations or lectures, or if you want to take notes in a notebook in the dark at night, you can operate 3, a direct current flows from the power supply unit 24 to the LED chip 210 of the visible light LED 20, and visible light such as white light is emitted from the LED chip 210. The visible light emitted from the LED chip 210 is as shown by the arrow in FIG.First, the light is first efficiently collected by the first optical medium 212,Subsequently, each of the second optical medium 21 and the third optical medium 11 is also efficiently collected and propagated through the third optical medium 11 through the pen shaft 10 toward the pen tip 14. Of the visible light emitted from the LED chip 210, the visible light that travels toward the pen tip 14 along the axis of the writing instrument body 1 is reflected by the reflecting mirror 11A on the bottom surface of the cartridge mounting hole 15A. The light is reflected again on the surface of the second optical medium 21 and the surface of the first optical medium 212 and propagates toward the pen tip 14 without leakage.
[0036]
  Visible light that has propagated through the third optical medium 11 is finally dispersed through the light dispersion unit 19, and an appropriate illuminance on the paper surface necessary for dark writing can be obtained. In this state, by rotating the steel ball of the nib 14 with respect to the paper surface, appropriate ink can be supplied from the ink cartridge 15 to the paper surface in accordance with the rotation of the ball.
[0037]
  Configured like thisFoundation structureAccording to the hand-held instrument with an illumination device according to the present invention, the first optical medium 212, the second optical medium 21, and the third optical medium 11 that efficiently collect the light from the LED chip 210 are provided, and the illumination efficiency is improved. Therefore, practically sufficient illuminance equivalent to that of an incandescent bulb can be obtained. Furthermore, since this hand-held instrument uses the visible light LED 20, it consumes less power and can extend the illumination duration. For example, it is possible to obtain an illumination duration that is several tens to several hundred times longer than when using an incandescent bulb. Furthermore, this hand-held instrument can be configured with a simple structure including only the first optical medium 212, the second optical medium 21, and the third optical medium 11 for condensing light to the visible light LED 20. . Moreover, since this hand-held instrument has a simple structure, it can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced.
[0038]
  Furthermore, since the pen shaft 10 is formed using the third optical medium 11, the number of parts used for the writing instrument body 1 can be reduced. By reducing the number of parts, a hand-held instrument with a simpler structure can be realized. As a result, it is possible to realize a hand-held instrument with a lighting device that is easy to manufacture and can reduce manufacturing costs.
[0039]
  In addition,Basic structure of the present inventionThe handheld device according to the present invention colors at least one of the first optical medium 212, the second optical medium 21, the third optical medium 11, and the light dispersion unit 19, at a research presentation or a lecture, etc. In order not to inconvenience people around you when taking notes, and to improve the design, it is configured to irradiate light with colors such as red (R), yellow, purple instead of white light May be.
[0040]
  less than,Basic structure of the present inventionModifications (first to fifth modifications) of the hand-held instrument with the illumination device will be described. According to these first to fifth modifications, it is possible to obtain the same effect as that obtained with the hand-held instrument shown in FIGS.
[0041]
  First modification:
  The hand-held instrument (writing instrument) shown in FIG. 4 (A) has the same basic configuration as the hand-held instrument (writing instrument) shown in FIGS. 1 to 3, but protects the pen tip 14 of the writing instrument body 1 and provides a pen shaft. 10 is provided with an outer cap 31 that can be detachably attached. A clip 32 is attached to the outer cap 31.
[0042]
  Further, if at least the vicinity of the pen tip 14 of the outer cap 31 is formed of a transparent material and the geometric shape in the vicinity of the pen tip 14 is selected as a predetermined shape, the flashlight can be used even with the outer cap 31 attached. It is possible to make it work.
[0043]
  Second modification:
  The hand-held instrument shown in FIG. 4B has the same basic configuration as the writing instrument (hand-held instrument) shown in FIG. 4A, but the writing instrument body 1 is configured as a fountain pen. That is, the writing instrument body 1 includes a fountain pen nib 140 and an ink cartridge 150 that supplies ink to the nib 140.
[0044]
  In the writing instrument (hand-held instrument) shown in FIG. 4B, the writing instrument body 1 is configured as a fountain pen, but the same effects as those obtained with the writing instrument shown in FIG. 4A can be obtained.
[0045]
  Third modification:
  The hand-held instrument shown in FIG. 5 (A) has the same basic configuration as the writing instrument shown in FIG. 4 (A), but the writing instrument body 1 is configured as a brush pen (brush pen). In other words, the writing instrument body 1 includes a brush pen tip 141 of a brush pen and an ink cartridge 151 that supplies ink to the brush pen tip 141.
[0046]
  In the writing instrument shown in FIG. 5 (A), the same effect as that obtained with the writing instrument shown in FIG. 4 (A) can be obtained.
[0047]
  Fourth modification:
  The hand-held instrument shown in FIG. 5B has the same basic configuration as the writing instrument shown in FIG. 4A, but the writing instrument body 1 is configured as a magic pencil. That is, the writing instrument body 1 includes a magic pencil nib 142 and a magic ink cartridge 152 that supplies magic ink to the nib 142.
[0048]
  In the writing instrument shown in FIG. 5B, the same effect as that obtained with the writing instrument shown in FIG. 4A can be obtained.
[0049]
  Fifth modification:
  The hand-held instrument shown in FIG. 6 has the same basic configuration as the writing instrument shown in FIGS. 1 to 3, but the writing instrument body 1 is configured as a mechanical pencil. That is, the writing instrument body 1 includes a nib 160 including a nib guide 161 that guides the nib 180 and a chuck sleeve stopper 162, a spare nib cartridge 170 that houses a plurality of extra nibs 181, and the extra nib cartridge 170. In addition, a cartridge lid 176 detachably mounted to replenish the replacement lead 181 and a knock mechanism for feeding the lead 180 from the lead tip guide 161 in an appropriate amount are provided.
[0050]
  The knock mechanism includes a chuck 173 that holds the lead 180 and is movable in the axial direction, a chuck sleeve 172 that controls the opening / closing operation of the chuck 173, and a connecting pipe that connects the chuck 173 and the replacement lead cartridge 170. 171, a coil spring 174 that acts so that the chuck 173 is disposed inside the chuck sleeve 172 whose axial movement is stopped by the chuck sleeve stopper 162, and a connecting pipe 171 that is attached to the replacement core cartridge 170. And a slider 175 for sliding the chuck 173 in the axial direction.
[0051]
  That is, the knock mechanism slides the slider 175 in the direction of the nib 160 to push the chuck 173 out of the chuck sleeve 172 via the connecting pipe 171, and opens the chuck 173 by pulling out of the chuck sleeve 172. In this state, an appropriate amount of the lead 180 is fed with the movement of the chuck 173. The knock mechanism releases the force applied to the slider 175 so that the coil spring 174 returns to its original position. Therefore, the chuck 173 is accommodated in the chuck sleeve 172 and the chuck 173 is closed. The core 180 is held by the chuck 173.
[0052]
  For example,Basic structure of the present inventionIn the hand-held device according to the above, the case where the refractive index distribution of the third optical medium is uniform is shown. However, the refractive index distribution of the third optical medium is not necessarily uniform. By configuring as shown in FIG. 7, the distribution of the refractive index of the third optical medium may be made non-uniform. In FIG. 7, a plurality of resin optical fibers 111 are assembled and used as the third optical medium of the present invention. As is well known, the optical fiber 111 is composed of a core part having a high refractive index and a clad part having a low refractive index. Therefore, if the clad parts of a plurality of resin optical fibers are merged, an integrated third An optical medium can be constructed. As shown in FIG. 7A, by aligning the end of each fiber 111 constituting the third optical medium at a predetermined angle with respect to the second optical medium 21, a semiconductor light emitting device (visible light LED) ) 20 light can be effectively guided to the third optical medium. As shown in FIG. 7B, in this example, eight resin optical fiber clad portions 111 are shown, and each clad portion is led to eight light dispersion portions 19. The eight resin optical fibers 111 fused with each other are housed inside the pen shaft housing 110. Alternatively, eight through holes may be formed in a transparent optical material, and an optical fiber 111 including a core portion and a clad portion covering the core portion may be inserted into each through hole. In any case, since the optical fiber 111 has high light transmission efficiency, the optical fiber 111 is effective for a hand-held device having a structure in which the hand-held shaft portion (third optical medium) 10 is long. Further, since the resin optical fiber 111 is inexpensive and can be easily processed by heat, the use of the resin optical fiber 111 makes it possible to manufacture a hand-held instrument at a simple and low cost.
[0053]
  The writing instrument is not limited to the above-described ballpoint pen, fountain pen, brush pen, magic pencil, and mechanical pencil. Furthermore, it will be obvious that the present invention can be applied to various writing tools such as a fluorescent ink pen and a modified ink pen if the gist of the present invention is understood from the above description. Although the structure is slightly complicated, a writing instrument having two or more functions, such as a ballpoint pen and a mechanical pencil, or a multicolored ballpoint pen may be used. Also, an electronic pen for inputting to an electronic notebook or a personal computer may be used.
[0054]
  Furthermore, the writing instrument is only a part of an example of the hand-held instrument of the present invention, and does not limit the present invention. In the structure shown in FIG. 1, a cosmetic device (stick lipstick) can be configured by placing a solid object (stick red) that performs an extrusion or twisting movement at the position of the ink cartridge 15. According to the present invention, as in FIG. 1, by providing the light dispersion portion, it is possible to illuminate not only the mouth but also a wide range of the entire face, which is very convenient. Further, if the structure of FIG. 5A is modified, a makeup brush can be formed. In certain situations, such as aircraft cabin crew, it may be desired to correct makeup in the dark, in which case the cosmetic device with illumination device of the present invention is convenient. In particular, since the cosmetic device with a lighting device of the present invention can use white light, makeup with the same natural feeling as in the daytime is possible in the dark.
[0055]
  Furthermore, the hand-held instrument of the present invention can be applied to various hand tools such as the driver shown in FIG. 8, the spanner shown in FIG. 9, and a wrench not shown. The driver shown in FIG. 8 is detachably attached to the tool main body 1T and the light unit main body 2. The hand-held shaft portion (handle) 10D made of the third optical medium 11 has a cylindrical third cavity portion (housing portion), and the third cavity portion has a driver shaft (center) made of a metal rod. (Shaft portion) 115 is housed, and the third optical medium 11 and the driver shaft 115 are firmly fixed to each other by a shaft stopper 116. Further, the tip of the third optical medium 11 has a convex shape, and constitutes a light condensing part 11B, so that the tip (head) of the driver shaft 115 can efficiently perform local illumination during work.In FIG.In order to make it easy to apply force, the head of the light unit main body 2 is enlarged. However, if a clip is attached to the outer periphery on the other end side of the light unit housing 23 as in FIG. It is convenient to always carry it in a pocket of work clothes, for example.
  Similarly, the spanner shown in FIG. 9 is configured to be separable into the tool main body 1D and the light unit main body 2. The tool body 1D shown in FIG. 9 is a strong thick metal outer sleeve 12S that guarantees a predetermined mechanical strength, and the third optical medium 11 is provided inside the outer sleeve 12S. The exterior sleeve 12S and the third optical medium 11 constitute a handle (hand-held shaft portion) 10S. Although a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction is omitted, the vertical cross sections of the outer sleeve 12S and the third optical medium 11 are flat rectangular cross sections. The tip of the third optical medium 11 has a convex shape, and the top is exposed at the notched back of the bolt / nut rotating part 126, and the bolt / nut that is the work target is efficiently removed by the light from the top. Good local illumination.
[0056]
  In the hand-held device of the present invention, a half mirror may be attached to the middle portion of the third optical medium 11 so that light can be emitted from the middle portion of the hand-held shaft portion 10.
[0059]
(Embodiment of the present invention)
  If the usage environment does not require very strong light, the aboveFoundation structureEach of the structures of the hand-held instrument described in the above is fixed between the second optical medium 21 and the third optical medium 11 and detachable between the first optical medium 212 and the second optical medium 21. Thus, the light emitted from the top of the first optical medium 212 can be used as an illumination light source. Then, if the second optical medium 21 and the third optical medium 11 are integrally formed of the same material so that the first optical medium 212 and the second optical medium 21 are detachable, The number of parts is substantially reduced and the structure becomes simpler. Even in this case, since the brightness of a normal semiconductor light emitting element can be ensured, it can function sufficiently for a certain purpose.
[0060]
(Other embodiments)
  As mentioned above, although this invention was described by said embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention-specific matters according to the above-mentioned reasonable claims.
[0061]
【The invention's effect】
  According to the present invention,The number of parts is substantially reduced and the structure becomes simpler.A structure of a hand-held instrument with a lighting device can be provided.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Basic structure of the present inventionIt is sectional structure drawing of the hand-held instrument (writing instrument) which concerns on.
2 is an exploded structural view illustrating a part of the hand-held instrument (writing instrument) in FIG. 1 in cross section. FIG.
3 is a schematic diagram focusing on the optical path of the hand-held instrument (writing instrument) of FIG. 1; FIG.
FIG. 4 (A) showsBasic structure of the present inventionFIG. 4B is a cross-sectional configuration diagram of a hand-held instrument (writing instrument) according to the first modification of FIG.Basic structure of the present inventionIt is a cross-sectional block diagram of the hand-held instrument (writing instrument) which concerns on the 2nd modification.
FIG. 5 (A) showsBasic structure of the present inventionFIG. 5B is a cross-sectional configuration diagram of a hand-held instrument (writing instrument) according to the third modification of FIG.Basic structure of the present inventionIt is a cross-sectional block diagram of the hand-held instrument (writing instrument) which concerns on the 4th modification.
[Fig. 6]Basic structure of the present inventionIt is a cross-sectional block diagram of the hand-held instrument (writing instrument) which concerns on the 5th modification.
FIG. 7 (A) shows another example of the present invention.Foundation structureFIG. 7B is a cross-sectional view taken along the BB direction in FIG. 7A.
FIG. 8 is still another embodiment of the present invention.Foundation structureIt is sectional structure drawing of the hand-held instrument (hand tool) which concerns on.
FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention.Foundation structureIt is sectional structure drawing of the hand-held instrument (hand tool) which concerns on.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Writing instrument main body, 1D ... Tool main body, 1T ... Tool main body, 1T ... Hand tool main body, 2 ... Light part main body, 10 ... Hand-held shaft part (pen shaft), 11 ... Third optical medium, 11A ... Reflection mirror, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11B ... Light condensing part, 12 ... Coating layer, 12S ... Outer sleeve, 14 ... Pen tip, 15 ... Ink cartridge, 15 ... Writing cartridge, 15A ... Hole, 17 ... Optical medium coupling | bond part, 17 ... 2nd cavity , 18 ... writing instrument side coupling part, 19 ... light dispersion part, 20 ... LED, 21 ... second optical medium, 23 ... light part housing, 24 ... power supply part, 25 ... conductive elastic body, 26 ... switch part 28 ... Light side coupling part, 30 ... Clip, 31 ... Outer cap, 32 ... Clip, 110 ... Pen shaft housing, 111 ... Clad part, 111 ... Fiber, 111 ... Optical fiber, 111 ... Resin optical fiber 115 ... Driver shaft, 116 ... Axis stopper, 126 ... Nut rotating part, 140 ... Pi nib, 141 ... Brush nib, 142 ... Pib nib, 150 ... Ink cartridge, 151 ... Ink cartridge, 152 ... Magic ink cartridge, 160 ... nib, 161 ... nib guide, 162 ... chuck sleeve stopper, 170 ... replacement nib cartridge, 171 ... connecting tube, 172 ... chuck sleeve, 173 ... chuck, 174 ... coil spring, 175 ... slider, 176 ... cartridge lid, 180 ... core, 181 ... replacement core, 201 ... base base, 203 ... first lead wiring, 204 ... second lead wiring, 210 ... LED chip, 212 ... first optical medium, 241,242 ... dry battery

Claims

A semiconductor light emitting element resin-molded so that the top has a convex shape ;
A power supply unit for driving the semiconductor light emitting element;
A hand-held shaft portion having a storage portion inside and having an outer diameter larger than the diameter of the AA-size to AA-size dry batteries, and is stored so as to confine the semiconductor light-emitting element, and the light of the semiconductor light-emitting element is received. It has a cavity that collects light on the bottom and an inner wall surface other than the bottom, condenses and transmits the light to the working tip, and emits the light from the working tip, thereby localizing the work target A hand-held shaft portion made of an optical medium integrally formed of the same transparent plastic material or the same transparent glass material so as to illuminate ;
A central shaft portion housed in the housing portion, detachably mounted between the semiconductor light emitting element and the handheld shaft portion, wherein the handheld shaft portion is a portion gripped by an operator, and the working tip A hand-held device characterized in that light partially diffused by the inner wall of the storage portion can be emitted from the outer peripheral surface of the hand-held shaft portion at the same time as a part of the light is emitted from the portion .

2. The handheld device according to claim 1, wherein a part of the light can be emitted from the outer peripheral surface of the handheld shaft portion simultaneously with the part of the light emitted from the working tip. Instruments.

The hand-held instrument according to claim 1 , wherein the central shaft portion is one of a metal rod, an ink cartridge, a refill cartridge, and a rod.

The hand-held instrument according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a light dispersion part or a light condensing part at the working tip part.

The semiconductor light-hand instrument according to any one of claims 1 to 4, characterized in that outputs light of a plurality of wavelengths.