(57)【要約】【課題】従来、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った。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、一方向に投光される光と同時に発光部周囲に拡散する光も出し、その配分を考慮し用途に応じた照明器具の設計が自由にできる発光部を、簡単な構造で安価に提供する。【解決手段】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な構成としている。【選択図】図１
2014116093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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であることを特徴とする請求項１〜２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における懐中電灯の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における発光部の光の放射状態を示した断面図
【図３】本発明の実施の形態２における集光手段の直径の大きさを変化させた時の図で、（ａ）光源の側方に接するように筒部を平行に伸ばした時の図、（ｂ）光源の側方に少し空隙を持って筒部を平行に伸ばした時の図、（ｃ）光源の側方に接するように筒部を配置し光源の指向方向に向かって細くなる形状とした図
【図４】本発明の実施の形態３における光源固有の指向角の違いにより集光手段に入る光量を変化させた時の図で、（ａ）光源に指向角の狭いものを採用した時の図、（ｂ）図４（ａ）よりもやや指向角の広いものを採用した時の図、（ｃ）図４（ｂ）よりも更に指向角の広いもの採用した時の図
【図５】本発明の実施の形態４において光源を囲む光源カバーの光源指向方向への長さを変化させて集光手段に入る光量を変化させた時の図で、（ａ）光源と集光手段が離れている時の図、（ｂ）光源と集光手段との距離を図５（ａ）より近くした時の図、（ｃ）光源と集光手段との距離を図５（ｂ）よりさらに近くした時の図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
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。
【符号の説明】
【００２５】
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
【図１】
2014116093.tif 000003
【図２】
2014116093.tif 000004
【図３】
2014116093.tif 000005
【図４】
2014116093.tif 000006
【図５】
2014116093.tif 000007