(57)【要約】【課題】省電力で製造コストも低く、且つ良好なイルミネーション効果が得られるフルカラー光源および電飾装置を提供する。【解決手段】外周面を遮光カバー１５で覆って一部を出射可能に開口する光プラスチックファイバー１４と、発光する３原色の光を光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａに入射するＬＥＤ２１ｒ〜２１ｂとを備えて、ＬＥＤ２１ｒ〜２１ｂは光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａの中心延長線Ｃの周囲に均等に配置するとともに光軸方向Ｌをその中心延長線Ｃ上に集中させるように傾斜させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺に形成されて一端面側から入射された光を長さ方向に導光して外面の予め決められた部分から出射して発光させる光伝送体と、前記光伝送体の一端面に隣接するように配設されて３原色の光を発光し該光伝送体の一端面に入射する光源部とを備え、
前記光源部は、３原色のうちの赤色光を発光するＬＥＤ、緑色光を発光するＬＥＤ、および、青色光を発光するＬＥＤを前記光伝送体の中心の延長線の周囲に均等に配置するとともに、前記各ＬＥＤの発光する光軸方向を前記光伝送体の中心の延長線上に集中するように傾斜させて配置したことを特徴とするフルカラー光源。
【請求項２】
前記ＬＥＤは円柱形状の胴体部を有し、
前記光伝送体の太さは前記ＬＥＤの胴体部の直径の３倍よりも細く、
前記光源部は前記３原色を発光するＬＥＤ群との間に光学素子を介在させることなく当該ＬＥＤ群の発光を前記光伝送体の一端面に直接入射することを特徴とする請求項１に記載のフルカラー光源。
【請求項３】
前記ＬＥＤ群の周囲を覆って当該ＬＥＤ群の発光を前記光伝送体の一端面に集光する集光部材を設け、
前記集光部材は前記ＬＥＤ群の胴体部の外面と接触するテーパー面を有することを特徴とする請求項２に記載のフルカラー光源。
【請求項４】
前記光伝送体は、入射光を出射する部分を長さ方向に対する側面部に形成した側面漏光型であることを特徴とする請求項１に記載のフルカラー光源。
【請求項５】
上記請求項１から４のいずれかに記載のフルカラー光源を備えて、前記光伝送体の発光する部分を光源とすることを特徴とする電飾装置。
【請求項６】
前記光伝送体は、導光性を有するプラスチック材料からなるスティックであることを特徴とする請求項５に記載の電飾装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー光源および電飾装置に係り、特に、省電力で製造コストも低く、且つ良好な装飾効果が得られるフルカラー光源および電飾装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年には、公園の樹木や家屋等の建築物をイルミネーションにより装飾することが普及しており、一般家庭においても例えばクリスマスシーズン等においてはイルミネーションによる装飾が行われるようになってきている。所望のイルミネーションを実現するには、装飾したい対象に光源を取り付けたケーブルを引き廻して敷設する必要があり、この電飾装置としては、例えば、５００個以上の光源をケーブルに接続して点灯制御する必要がある。
【０００３】
この種の電飾装置としては、例えば、図７（ａ）に示すように、３原色のＬＥＤを有するフルカラー発光素子（光源）１を、ケーブル２の長さ方向の均等間隔に配設された分岐ケーブル２ａに取り付けて制御装置３に接続するものが知られている。そして、その制御装置３からの点灯制御に従ってフルカラー発光素子１を所望の色相・輝度に発色・発光させている（例えば、特許文献１，２参照）。なお、このフルカラー発光素子１の発光は、図７（ｂ）に示すように、約１２０度の指向角の範囲内で視認することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３２６８号公報
【特許文献２】
実用新案登録第３０７６７０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電飾装置にあっては、フルカラー発光素子１は光の３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で発光する各ＬＥＤを使用することから製造単価が高くなるとともに、５００個以上などと大量に使用するので、高コストになってしまう。また、屋外で使用するためにはフルカラー発光素子１の防水加工が必要となって、さらにコスト高になってしまう。また、フルカラー発光素子１では、５００個以上などと大量に使用すると、消費電力が大きくなってランニングコストが高くなってしまう等の問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、省電力で製造コストも低く、且つ良好なイルミネーション効果が得られるフルカラー光源および電飾装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のフルカラー光源は、長尺に形成されて一端面側から入射された光を長さ方向に導光して外面の予め決められた部分から出射して発光させる光伝送体と、前記光伝送体の一端面に隣接するように配設されて３原色の光を発光し該光伝送体の一端面に入射する光源部とを備え、前記光源部は、３原色のうちの赤色光を発光するＬＥＤ、緑色光を発光するＬＥＤ、および、青色光を発光するＬＥＤを前記光伝送体の中心の延長線の周囲に均等に配置するとともに、前記各ＬＥＤの発光する光軸方向を前記光伝送体の中心の延長線上に集中するように傾斜させて配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、集光レンズを用いることなく、光の３原色のＬＥＤの光軸方向を一点に集中させることができ、比較的細い光伝送体を採用することができる。したがって、細くて軽い光伝送体に光源から入射した光を長さ方向に導光して、外面の予め決められた部分から出射して発光させることができる。このため、本発明の電飾装置では、省電力運転が可能でその製造コストも低く、且つ良好な装飾効果が得られる。
【０００９】
ここで、前記フルカラー光源は、前記ＬＥＤ群の周囲を覆って当該ＬＥＤ群の発光を前記光伝送体の一端面に集光する集光部材を設け、前記集光部材は前記ＬＥＤ群の胴体部の外面と接触するテーパー面を有するように構成するのが好ましい。この場合には、漏れようとする光を光伝送体の一端面に導くことができ、製造時には集光部材のテーパー面にＬＥＤの胴体部を押し付けるだけでＬＥＤ群の光軸方向を光伝送体の中心の延長線上に集中するように傾斜させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１乃至図５は本発明に係るフルカラー光源を備えた電飾装置の一実施形態を示す図である。
【００１１】
図１（ａ）に示すように、この電飾装置は、複数箇所を所望の色で発光させるスティック状のフルカラー光源１１と、このフルカラー光源１１を複数の分岐ケーブル１２ａの先端部に接続したケーブル１２と、このケーブル１２の基端部を接続してフルカラー光源１１の点灯制御を行う制御装置１３とから主として構成されている。
【００１２】
フルカラー光源１１は、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、ある程度の長さに設定された導光性を有する長尺の光プラスチックファイバー（光伝送体）１４と、光プラスチックファイバー１４の周面のほぼ全面を光出射不能に覆うとともに発光させたい箇所１１ａ，１１ｂのみを光出射可能に開口させる遮光カバー１５と、光プラスチックファイバー１４の一端部に隣接するように取り付けられてその一端面１４ａに光を入射する光源部１６とを備えている。
【００１３】
光プラスチックファイバー１４は、内部に入射された光を長さ方向に導光して遮光カバー１５のない先端部１１ｂや側面部１１ａから出射させることにより外部に向かって発光する側面漏光型に形成されている。これにより、見かけ上、等価的に多数の光源を形成することができる。ここで、光伝送体は、光プラスチックファイバー１４に限るものではなく、例えば、アクリルなどのプラスチック材料やガラス等の導光性を有する材料であればよいことはいうまでもない。なお、このフルカラー光源１１の発光（光出射）は、図１（ｃ）に示すように、３６０度の指向角を有していて、その範囲内で視認することができる。
【００１４】
光源部１６は、図２に示すように、所望のフルカラー発光を光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａに入射する３原色のＬＥＤ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを搭載した基板２２と、そのＬＥＤ２１ｒ〜２１ｂによるフルカラー発光を漏れないように集光して光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａに入射する集光カバー（集光部材）１８とを組み合わせて構成されている。
【００１５】
即ち、光源部１６は、光の３原色のうちの赤色光を発光するＬＥＤ２１ｒと、光の３原色のうちの緑色光を発光するＬＥＤ２１ｇと、光の３原色のうちの青色光を発光するＬＥＤ２１ｂとを備えてフルカラー発光するようになっている。そして、これらのＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂは光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａに対面する基板部２２上に、図２（ｃ）に示す砲弾型ＬＥＤ２１の円柱形状のレンズ部（胴体部）２１ａを上に向けて立設されている。なお、ＬＥＤとして、砲弾型を採用するのは、チップ型よりも輝度が大きく有利なためである。
【００１６】
このＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、光プラスチックファイバー１４の中心の延長線Ｃの周囲に１２０度間隔で均等に分散配置されており、それぞれの光軸方向Ｌをその中心延長線Ｃ上に集中するように傾斜させて配置されている。これにより、光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａの内部に、ＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂが発光する３原色の光のほとんどを、直接（レンズ類を介在させることなく）入射可能にしている。
【００１７】
このことから、光プラスチックファイバー１４は、例えば３ｍｍ程度の細いものを用いて、ＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂの個々のＬＥＤの直径Ｄが３ｍｍ程度であっても、そのＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂからの発光の大部分を入射することができる。
【００１８】
なお、図６（ａ）（ｂ）に示すように、光の３原色の赤色のＬＥＤ２１ｒと、緑色のＬＥＤ２１ｇと、青色のＬＥＤ２１ｂと、これらＬＥＤの直径の３倍程度の太さを有するスティック状の光ファイバー１４とを準備して、光ファイバー１４の一端面にすべての発光を入射するように各ＬＥＤを１２０度に分散配置させるフルカラー光源を作製することが考えられる。しかしながら、このようなフルカラー光源では、光ファイバー１４が太くかつ重くなるために引き廻しが困難になってしまうという問題がある。この課題を解消するためには、図６（ｃ）（ｄ）に示すように、そのＬＥＤの前方に集光レンズ６を配設することにより、光ファイバー１４を細くしたフルカラー光源を構成することが考えられる。しかるに、このフルカラー光源でも、集光レンズ６に高精度な加工や組み付けが要求されて、コスト高になってしまうという問題があり、図２および図３に示す、ＬＥＤの光軸に傾斜を持たせて配置することで、比較的細い光伝送体の使用が可能となる。
【００１９】
集光カバー１８は、遮光性を有するプラスチック材料により漏斗形状に形成されていて、小径部１８ａを光プラスチックファイバー１４の一端部の周面を覆うように固定する一方、大径部１８ｂを光が漏れないようにＬＥＤ基板部２２に固定している。また、集光カバー１８は、漏斗形状内面のテーパー面１８ｃがＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂの周囲を覆うように、各ＬＥＤのレンズ部２１ａの外面に当接する状態で（レンズ部２１ａの外面の接触部と光プラスチックファイバー１４の一端部の外周面との間を連続させた状態で）、ＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂからの３原色の光を光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａに集光して入射する。
【００２０】
この集光カバー１８は、内面のテーパー面１８ｃをＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂのレンズ部２１ａの外面に当接させて覆う状態にするので、ＬＥＤ基板１７にＬＥＤ２１ｒ〜２１ｂを鉛直に立設させた状態で上方より押し付けて取り付けるだけで、そのＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂを光プラスチックファイバー１４の中心延長線Ｃ上にそれぞれの光軸方向Ｌが集中するように傾斜させて固定することができる。
【００２１】
このように本実施形態においては、フルカラー光源１１のいくつかをケーブル１２の分岐ケーブル１２ａに取り付けるだけで、制御装置１３が点灯制御するＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂのフルカラー発光を、光プラスチックファイバー１４の遮光カバー１５のない複数の開口箇所１１ａ，１１ｂから出射させて光源とすることができる。したがって、ＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂの使用数を少なくして、また、屋外で使用する際の防水箇所も少なくして、低製造コストで作製することができ、また消費電力も低減することができる。
【００２２】
また、フルカラー光源１１の光源部１６は、集光レンズを介在させずに、ＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂの発光を効果的に集光して、細い光プラスチックファイバー１４に入射・導光させることができる。したがって、重量や太さによって引き廻しが難しくなってしまうことがなく、高精度な加工や組み付けを不要にして低製造コストで光源部を作製することができる。
【００２３】
本実施形態の第１の他の態様としては、集光カバー１８を省いて、ＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂからの３原色の光を光プラスチックファイバー１４の一端面１４ａに入射するようにしてもよい。光軸方向Ｌが光プラスチックファイバー１４の中心延長線Ｃ上に集中するようにＬＥＤ群２１ｒ〜２１ｂを傾斜させて、樹脂により固定することで、上記と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
また、本実施形態の電飾装置の他の態様としては、図４に示すように、分岐ケーブル１２ａを設けることなくケーブル１２に直接フルカラー光源１１の光源部１６を取り付けて、光プラスチックファイバー１４外面の遮光カバー１５のない先端部１１ｂや側面部１１ａをフルカラー発光させるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、図５（ａ）に示すように、光プラスチックファイバー１４の外面を覆う遮光カバー１５に、複数の円形状の開口１１ｄを形成して、所謂、まだら模様にフルカラー発光させるようにしてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、遮光カバー１５を省いて、光プラスチックファイバー１４の外面全面をフルカラー発光させるようにしてもよい。
【００２６】
なお、上記実施形態では、複数のフルカラー光源１１をケーブル１２に一体構造に取り付ける場合を説明したが、これに限らず、１本のフルカラー光源として可撓性を有する長い光プラスチックファイバー１４を引き廻してもよい。また、光伝送体の断面形状は、円形に限らず、四角形等の多角形であってもよいことはいうまでもない。
【００２７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、集光レンズを用いることなく、光の３原色のＬＥＤの光軸方向を一点に集中させることができるので、細くて軽い光伝送体を採用して、その光伝送体の多数の部分を少ない消費電力で発光させることができる。したがって、本発明の電飾装置では、省電力運転が可能でその製造コストも低く、且つ良好なイルミネーション効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフルカラー光源を備えた電飾装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）はその概略全体構成を示す図であり、（ｂ）はその発光部を示す拡大斜視図であり、（ｃ）はスティック状光源の構成例を示す図である。
【図２】光源部の要部構成を示す図であり、（ａ）は横方向から見た一部断面側面図であり、（ｂ）は上面方向から見た平面図であり、（ｃ）は砲弾型ＬＥＤの説明図である。
【図３】同じく、光源部の要部構成を示す図であり、（ａ）は横方向から見た一部断面側面図であり、（ｂ）は底面方向から見たＬＥＤの配置を示す図である。
【図４】本発明に係るフルカラー光源を備えた電飾装置の他の態様を示す図である。
【図５】同じく、スティック状光源の他の構成例を示す図である。
【図６】比較例としての光源部の要部構成を示す図であり、（ａ）（ｃ）は底面方向から見たＬＥＤの配置を示す図であり、（ｂ）（ｄ）は横方向から見た一部断面側面図である。
【図７】従来技術のフルカラー光源を備えた電飾装置を示す図であり、（ａ）はその概略全体構成を示す図であり、（ｂ）は光源の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１１    フルカラー光源
１２    ケーブル
１３    制御装置
１４    光プラスチックファイバー
１４ａ    一端面
１５    遮光カバー
１６    光源部
１８    集光カバー
１８ｃ    テーパー面
２１ｂ，２１ｇ，２１ｒ    ＬＥＤ
２１ａ    胴体部
２２    基板部
Ｃ    光伝送体の中心線
Ｌ    ＬＥＤの光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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