JPS6015480B2 - 照度計の機能を備えたペン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は照度計の機能を備えたペンに関し、特に、光線
の強弱を検知し、電気的に表示するようにした、照度計
の機能を備えたペンに関する。

一般に、読み書きなど机上仕事をするに際して、照明具
合の良し悪しが視力にも、また仕事の能率に対しても大
きな影響があることが良く知られている。光線が暗すぎ
ると視力を害し近視になりやすく、明るすぎると疲労し
やすいうえに、エネルギーのむだとなり、照度の過不足
いずれも能率の低下をきたすと考えられる。米国照明工
学会（アメリカンイルミネイテイング エンジニアリン
グソサェティ）によれば、読み書きに通した照度は３２
０〜７５０ルクスの範囲と認めているが、手軽で安価な
計測器がなく、一般大多数の人々は、その場がこの範囲
内にあるかどうかを簡単に測定することができない。公
知のカメラ用露出計を転用することも考えられるが、値
段やサイズにおいて、大衆に普及するにはなお困難な状
態にある。本発明の目的とするところは、従釆の書く機
能のみを備えたペンとサイズがあまり変らず、比較的コ
ンパクトで簡単な構造により、読み書きする湯の明るさ
を測定し、適確にそれを表示することができると同時に
書くこともできるペンを提供することにある。本発明に
おいては、筆記部、電気伝導体を中空筒状に形成し前記
筆記部の上端に接合させた上部筒状体、一端は上部筒状
体上端部に固定され池端はスイッチとして作用する弾力
先端部を設けたクリップ、上部筒状体内部に保持された
照胆度測定と表示のための電気回路を備えた回路基板と
、上部筒状体上端部に取付けられ測定しようとする光線
を受けて回路基板へ通すキャップ、および、上部筒状体
下端内部に鉄挿され電池を保持するように構成された電
池格納筒を具備する、照度計の機能を備えたペンが提供
される。

本発明の一実施例としての照度計の機能を備えたペンが
第１図ないし第４図に図解される。

第１図は電気的照度比較回路の略示線図である。照度比
較回路は、可変抵抗Ｒｓと光電セルＣｄＳとを直列連結
してなる信号レベル回路１１と、直列に連結した抵抗Ｋ
，，Ｒ２，Ｒ３を通して配置された上限と下限分圧回路
１２と、それぞれ信号レベル回路１１と分圧回路１２と
に並列連結する上限比較増幅器ＯＰ，１３と下限比較増
幅器ＯＰ２１４と、抵抗ＲＬと赤色光ェミットダィオー
ドＬＥＤ，とからなり、上限比較増幅器１３の出力様子
に直列連結され、照度が所定の適正範囲以下の時に表示
するための第１警告回路１５と、抵抗ＲＬ２と黄色光ェ
ミットダィオードＬＥＤ２とからなり、下限比較増幅器
１４の出力端子に直列連結され、照度が前記適正範囲以
上の時に表示するための第２警告回路１６と、それぞれ
ＯＰ，とＯＰ２の出力端子に連結したダイオ−ドＤ，と
０２とを抵抗ＲＬの一端に結合させてなるバイアス回路
１７と、下限比較増幅器１４及びバイアス回路１７と連
結して分圧回路１２の下限分圧Ｖ【Ｃ）をバイアス回路
１７の分圧Ｖ■と比較する適正範囲比較増幅器ＯＰ３１
８と、抵抗ＲＬ３と緑色光ェミットダィオードＬＥＤ
３とからなり、バイアス回路１７に対して適正範囲比較
回路１８を直列連結する適正範囲表示回路１９とによっ
てなり、この回路はさらに、単極スイッチ２１を介して
電池を結合させてある。第２図及び第３図はペンを示す
。

図中回路基板４０‘こ上記照度比較回路１０が形成され
てあって、照度比較回路１０における光電セルＣｄＳが
ちようどその上端辺に位置するような配置にされ、回路
基板４０の下端辺と側辺には、弾性伝導体よりなる正極
と負極接触端子板４２，４１カミそれぞれ突設されてい
る。ペン５０の上部筒状体２０‘ま、電気伝導体を筒状
に形成したもので、その上端部にクリップ２１を固定し
、ほぼ中央部に透明カバー２３ａを鉄めた表示窓２３が
設けてあり、クリップ２１の先端部は照度比較回路１０
の電源スイッチとして機能する弾力先端部２１ａに形成
され、これと対応する上部筒状体２０はスイッチ案内孔
２２が穿設してある。

上部筒状体２０の内部には、上端部２５と下端部２４近
傍にそれぞれ半円形絶縁板よりなるダンパー２０１が、
直線辺を表示窓２３脚に向けて固定されている。回路基
板４川ま、その背面がダンパー２０１の直線辺と接し、
ＣｄＳチップが上端部２５に鉄合するよう上部筒状体２
０内に挿入され、さらに透明のガラスキャップ２５ａを
上端部２５に結合させることによって固定される。なお
、上部筒状体２０内における回路基板４０は、照度比較
回路１０の表示素子ＬＥＤ，，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３が表
示窓２３の下方に配列し、正極接触端子板４２を上部筒
状体２０の内壁に押し当てて照度比較回路１０からクリ
ップ２１の弾力先端部２１ａへの霞路を形成するように
なっている。電池３０は、その底部に鉄着したりングば
ね３１ｃによって保持されるうず巻ばね３１ｂによって
上方へ付勢されたプラスチックワッシャー３１ａを備え
た絶縁性の円筒状の電池格納筒３１に入れられ、電池格
納筒３１を上部筒状体２０の下端部２４へ筋着すること
によって、負極接触端子板４１とその負極端面を当綾さ
せた状態に、かつ電池３０の正極である外周面の一部は
スイッチ案内孔２２と一致させて穿設された小孔３１ｄ
に臨むように保持される。これにより、正極のクリップ
２１の弾力先端部２１ａと負極接触端子板４１間に照度
計側のための電気スイッチングル−プを形成することに
なる。上部筒状体２０は、その内部にインクためもしく
はペンホルダーをそなえた筆記部と接合し、第３図に示
すようなペン５０を形成する。

照度比較回路１０の作用が以下に説明される。

今Ｖ凶、Ｖ脚、Ｖに）、Ｖ○｝、Ｖ【Ｅ’、Ｖ脚及びＶ
（Ｇ）をそれぞれ対応する分岐点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，及びＧにおける電圧とし、０ー 分岐点Ａにおいて
、ＣｄＳチップを受けた照度が３２０ルクス以下の時の
電圧をＶ（ＡＩ）、同７５０ルクス以下の時の電圧をＶ
（Ａ２）とさせ、‘２１ 抵抗蚊，，Ｒ２，Ｒ３の抵抗
比をＶ（ＡＩ）＝Ｖ【Ｂ｝及びＶ（Ａ２）＝Ｖ（Ｃーと
なるように選定しておけば、｛３｝ ＣｄＳチップに受
けた照度が、３２０ルクス以下であればＶ■＞Ｖ曲とな
り、分岐点ＥのＯＰ，、出力電圧Ｖ【Ｅ｝は低レベルを
呈し、ＬＥＤ，をオンに、ＬＥＤ２とＬＥＤ３とをオフ
とするようになる。

（４｝ 一方、前記照度が７５０ルクスと３２０ルクス
間の適正範囲内であればＶ‘Ｃ’くＶ■かつＶ■くＶ｛
Ｂ’となって、分岐点Ｅ，ＧそれぞれのＯＰ，とＯＰ２
の出力電圧Ｖ‘Ｅー、Ｖ（Ｇ）いずれもが、高レベルを
呈してＤ，とＤ２とによりオフにされ、したがってＶ■
＞Ｖ（Ｃ）となり、分四も点Ｄの電圧Ｖ醐は分岐点Ｃの
Ｖ‘Ｃ’より大に、分岐点ＦのＯＰ３出力電圧Ｖ【Ｆ）
が低レベルとなって、ＬＥＤ３はオンにかつＬＥＤ，と
ＬＥＤ２とはオフになるようになる。｛５）他方、前記
照度が７５０ルクス以上になればＶゆくＶ‘Ｃ｝となっ
て、分岐点ＧのＯＰ３出力電圧Ｖ（Ｇ）は低レベルを呈
し、ＬＥＤ２がオンかつＬＥＤ，とＬＥＤ３とはオフに
なる。

上記は照度比較回路１０の作用原理を理解する一助とし
てなした概略説明であって、実際の設計にあたっては、
ガラスキャップ２５ａ及び書面における光線吸収と反射
の率をも考慮に入れて、読み書きに最適な照渡の上・下
限においてＣｄＳチップが受ける光量を考え、抵抗Ｒ，
，Ｒ２，Ｒ３の比を選ぶことを要する。

使用に際して、第４図に示すように、ベン５０を逆さ１
こ持って胸○線が、照度を測定しようとする書面上に対
し、視線とは平行しかつガラスキャップ２５ａがその方
向において書面から約１０ｃの離れた位置に保持し、ク
リップ２１の弾力先端２１ａを押してスイッチをオンに
すれば、照度比較回路が作用し始める。

それによって赤色↓ＥＤ，が発光すれば照度が不足し、
もし黄色ＬＥＤ２が発光すれば照度が強すぎ、緑色ＬＥ
Ｄ３が発光すれば照度は適正範囲内にあることをそれぞ
れ示す。そして緑色ＬＥＤ３が発光することを視議すれ
ば、読み書きに最適であるので、グリップ２１の弾力先
端２１ａを放して前記回路をオフにすればよく、字を書
くのであればペン５０を逆に持ちかえ、通常のペンとし
て使用することができるので便利である。なお、電池３
０の取替えは、上部筒状体２０を筆記部から外し、たと
えばペンポイントなど細い先端のものでその下方よりリ
ングぱね３１ｃを取り出せば、うず巻ばね３１ｂとプラ
スチックワツシャ−３１ａと共に電池３０を取出すこと
ができ、容易に入れ替えをすることができる。

前述は、本発明の一実施例についての説明であって、本
発明の範囲を限定するのではなく、当業者は特許請求の
範囲内において他にも多くの修飾及び変形をすることも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての照度計の機能を備え
たペンにおける照度比較回路の略示線図、第２図は該ペ
ンを分解した立体図、第３図は組立て立体図、第４図は
使用状態の概略説明図である。 １０・・・・・・照度比較回路、２０・…・・上部筒状
体、２０１……ダンパー、２１……グリップ、２１ａ・
・・・・・弾力先端部、２２・・・・・・スイッチ案内
孔、２３・・・・・・表示窓、２３ａ・…・・透明カバ
ー、２４・・・…下端部、２５・・…・上端部、２５ａ
・・・・・・ガラスキャップ、３０・・・・・・電池、
３１・・・・・・電池格納筒、３１ａ．・・．・・ワッ
シャー、３１ｂ・・…・うず巻きばね、３１ｃ……リン
グばね、３１ｄ……小孔、４０……回路基板、４１・・
・…負極接触端子板、４２・・・・・・正極接触端子板
、５０・・．・・・ベンｏ第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筆記部、電気伝導体を中空筒状に形成し前記筆記部
   の上端に接合させた上部筒状体、一端は上部筒状体上端
   部に固定され他端はスイツチとして作用する弾力先端部
   を設けたクリツプ、止部筒状体内部に保持された照度測
   定と表示のための電気回路を備えた回路基板、上部筒状
   体上端部に取付けられ測定しようとする光線を受けて回
   路基板へ通すキヤツプ、および、上部筒状体下端内部に
   嵌挿され電池を保持するように構成された電池格納筒を
   具備する、照度計の機能を備えたペン。 ２ 前記上部筒状体は、ほぼ中央部に透明カバを付けた
   表示窓と、クリツプの弾力先端部を押し付けた時当接さ
   れる位置に形成したスイツチ案内孔と、絶縁体を半円板
   状に形成してなり、筒状体内の上部と下部とにおいて回
   路基板を定位置保持するダンパーとを備えてなる特許請
   求の範囲第１項記載のペン。 ３ 前記回路基板は、基板側辺に取り付けた弾性導体よ
   りなる正極と負極接触端子板と、基板面上の可変抵抗と
   光電セルとを直列連結した照度測定をするための信号レ
   ベル回路と、それぞれの抵抗が所定の比値に対応するよ
   うに選択された複数の抵抗を信号レベル回路に対して直
   列に配置してなる分圧回路と、それぞれ信号レベル回路
   と分圧回路とに並列連結された上限および下限比較増幅
   器と、抵抗と赤色光エミツトダイオードとを上限比較増
   幅器に直列連結させ、測定照度が所定範囲以下の時は表
   示するようにしてなる第１警告回路と、抵抗と黄色エミ
   ツトダイオードとを下限比較増幅器に直列連結させ、測
   定照度が所定範囲以上の時は表示するようにしてなる第
   ２警告回路と、それぞれ上限および下限比較増幅器の出
   力端子と連結し、かつ共に抵抗の一端に連結した一対の
   ダイオードからなるバイアス回路と、下限比較増幅器と
   バイアス回路とに連結しその電圧を比較するようにして
   なる適正範囲比較増幅器と、抵抗と緑色光エミツトダイ
   オードとを適正範囲比較増幅器の出力端子に、かつ電池
   と結合するスイツチの制御のもとにおけるバイアス回路
   に対して直列連結してなる適正範囲表示回路とからなる
   照度比較回路とを備えてなり、照度を測定しその結果を
   異なる色彩によつて表示するようにした特許請求の範囲
   第１項記載のペン。 ４ 前記電池格納筒は、上部筒状体の下方内部に嵌挿さ
   れるように形成され、スイツチ案内孔と対応する位置に
   小孔を穿設してあり、さらに筒状内部には、上端部にそ
   の上端面を負極とし前記小孔に正極を臨ませた電池と、
   電池の下端面に接しそれを絶縁するプラスチツクワツシ
   ヤーと、格納筒下端部に嵌着したリングばねとを結合し
   、その上端をプラスチツクワツシヤーの底面に押し当て
   て付勢保持するうず巻ばねとを備え、クリツプの弾力先
   端部を押して小孔より電池に接触させれば、電気スイツ
   チループを形成し、照度測定ができるようにしてなる特
   許請求の範囲第１項記載のペン。