(57)【要約】【課題】ＬＥＤ光源から発生する光を効率よく利用できるとともに、広い範囲を均一に照光することができるランタンを提供する。【解決手段】ＬＥＤ光源３を有するランタン１であって、頂部２ａの断面角度が鋭角に設定された第１の錐体状側面２ｂと、上記ＬＥＤ光源からの光が入射させられる底部とを有し、上記ＬＥＤ光源から入射させられた光が上記第１の錐体状側面から出射される透明体２と、上記透明体の基端部を保持するとともに、電源装置を内蔵した本体４と、上記本体４を所定の姿勢で保持できる保持手段５とを備えて構成される【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源を有するランタンであって、
頂部の断面角度が鋭角に設定された第１の錐体状側面と、上記ＬＥＤ光源からの光が入射させられる底部とを有し、上記ＬＥＤ光源から入射させられた光が上記第１の錐体状側面から出射される透明体と、
上記透明体の基端部を保持するとともに、電源装置を内蔵した本体と、
上記本体を所定の姿勢で保持できる保持手段とを備えて構成される、ランタン。
【請求項２】
上記透明体の底部側に、上記透明体の頂部の断面角度より大きな断面角度で形成されるとともに、上記ＬＥＤ光源から入射して進行する光を出射できる第２の錐体状側面を備える、請求項１に記載のランタン。
【請求項３】
上記第２の錐体状側面は、上記透明体に入射して進行する光に対してほぼ直交する断面角度に形成されており、上記ＬＥＤ光源から入射させられた光を直接出射するように構成されている、請求項２に記載のランタン。
【請求項４】
上記透明体の底部に向けて開口するとともに上記ＬＥＤ光源が設置される基端凹部と、
上記透明体の頂部及び／又は基端部に、上記ＬＥＤ光源からの光が上記部位から外部に出射されるのを阻止するとともに反射させる反射部を設けた、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項５】
上記基端部側反射部は、上記透明体の少なくとも上記基端凹部の深さに対応する外周部に設けられている、請求項４に記載のランタン。
【請求項６】
上記基端部側反射部は、上記透明体に入射して進行する光が、臨界角以下の角度で入射する錐体状側面の所定領域に形成されている、請求項４又は請求項５のいずれかに記載のランタン。
【請求項７】
上記基端部側反射部は、上記透明体の下縁部の外周に切り欠き面を設け、この切り欠き面に上記透明体から出射しようとする光を上記第１の錐体状側面及び又は上記第２の錐体状側面に向けて反射させるように構成されている、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項８】
上記頂部側反射部は、透明体の頂部に、基端部側に向かって窪む先端凹部を設けて構成されている、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項９】
上記基端凹部は、少なくとも頂部内面がドーム状に形成されている、請求項４から請求項８のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項１０】
上記基端部側反射部が上記本体内に埋め込まれるように、上記透明体の基端部が上記本体に埋め込み保持されている、請求項４から請求項９のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項１１】
上記反射部は、光反射塗料を上記透明体の外面に塗着して形成された反射層を備えて構成されている、請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項１２】
上記反射部は、光反射性を有するテープ材を上記透明体の外面に貼着して形成された反射層を備えて構成されている、請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項１３】
上記第１の錐体状側面に、出射する光を散乱させる散乱層を設けた、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項１４】
上記散乱層は、上記透明体の表面に微小な凹凸を形成して構成されている、請求項１３に記載のランタン。
【請求項１５】
上記散乱層は、上記透明体の表面に、光透過性及び光散乱性を有するフィルムを貼着して構成されている、請求項１３に記載のランタン。
【請求項１６】
上記透明体に所定間隔を開けて対向配置されるとともに、上記透明体から出射される光を径方向外方へ反射させる錐体面を備える反射体を設けた、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のランタン。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載されたランタンに用いられる透明体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ランタンに関する。詳しくは、広い範囲を照光することができるランタンに関する。
【背景技術】
【０００２】
アウトドア用の照明として、長年ガソリンや灯油を用いたランタンが主流を占めてきた。特に、ガソリンランタンは、数十Ｗ相当の電灯に匹敵する照度を有するばかりでなく、ランニングコストが低く、広く普及してきた。
【０００３】
一方、電球を用いたランタンは、上記ガソリンランタンに比べて照度が低い。また、消費電力が大きいため電池の消耗が激しい。このため、ランニングコストも上記ガソリンランタンに比べて大きくなるといった問題があった。
【０００４】
近年、ＬＥＤ発光素子の性能が向上し、光源として種々の照明装置に用いられるようになった。特に、消費電力が小さく、電池によって長時間使用できるようになったことから、懐中電灯やランタンの分野における使用が広がっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１６４４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ光源に用いられるＬＥＤ発光素子は、小さな発光部で大きな照度を得ることができるが、指向性が非常に大きい。このため、ランタンとして広い範囲を照明するには、種々のレンズや付属装置を必要とする。
【０００７】
たとえば、特許文献１に記載されているような提灯型のランタンにおいては、ＬＥＤ光源の対向部に反射体を設け、ＬＥＤ光源からの光を、上記反射体を用いて上記円筒内面状の透明膜に向けて反射させることにより、透明膜の外側全体が発光するように構成されている。
【０００８】
上記のような構造を採用することにより、ＬＥＤ光源から出射する光をある程度拡散して照射範囲を広げることができる。ところが、ＬＥＤの指向性が大きいため、上記透明膜に均一に光を照射して発光させるのは非常に困難であり、上記透明膜の発光面に明暗が生じやすい。
【０００９】
また、上記ＬＥＤ光源の発光方向に上記反射体を設ける必要があるため、反射体を設けた方向に光を照射するのは困難である。
【００１０】
一方、ランタンは、屋外等において机上に載置した地図や書類を照らすために用いることも多い。ところが、ランタンを机上に載置して使用する場合、所要の照度で照射できる机上の範囲（角度）が小さく、また、机上に載置した地図や書類を照明するのに充分な照度を確保することが困難である。
【００１１】
本願発明は、上記課題を解決するために案出されたものであって、ＬＥＤ光源から発生する光を効率よく利用できるとともに、広い範囲を均一に照光することができるランタンを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の請求項１に記載した発明は、ＬＥＤ光源を有するランタンであって、頂部の断面角度が鋭角に設定された第１の錐体状側面と、上記ＬＥＤ光源からの光が入射させられる底部とを有し、上記ＬＥＤ光源から入射させられた光が上記第１の錐体状側面から出射される透明体と、上記透明体の基端部を保持するとともに、電源装置を内蔵した本体と、上記本体を所定の姿勢で保持できる保持手段とを備えて構成される。
【００１３】
本願発明では、ＬＥＤ光源から発せられる光を、第１の錐体状側面を備える透明体を介して外部へ出射するように構成されている。
【００１４】
上記第１の錐体状側面を有する透明体に、上記ＬＥＤ光源からの光を底部から入射させると、上記透明体内を進行する光の一部が上記錐体状側面から外部に出射され、他の一部が上記境界面において反射させられる。また、第１の錐体状側面を構成する上記透明体の頂部の断面角度を鋭角に設定すると、ＬＥＤ光源から発せられた光の大部分を頂部側に向けて反射させることができる。さらに、透明体の上記境界面での反射が複数回生じる場合、上記反射光は頂部に向かうにつれて、上記境界面に対する入射角が小さくなる特性を有する。すなわち、ＬＥＤからの光が上記境界面に対して臨界角以上の角度で入射し、上記境界面における１回目の反射において全て反射させられたとしても、対向する境界面において、あるいは透明体内において複数回反射させられている間に上記入射角が臨界角以下となり、上記第１の錐体状側面から出射される。さらに、透明体内で反射が繰り返されると、一部の光は基端側に向けて反射されるようになる。このため、上記透明体に入射して進行する光を、第１の錐体状側面の全体から分散して出射させることができる。この結果、上記第１の錐体状側面の全面を均一に発光させることが可能となる。
【００１５】
しかも、上記第１の錐体状側面の全体から光を出射させることができるため、上記透明体の底面側を除くすべての方向に光を照射することが可能となる。このため、従来のＬＥＤランタンに比べて、照光範囲が広いランタンを得ることが可能となる。
【００１６】
また、上記透明体の軸方向を含む広い範囲を照光することができるため、上記透明体の頂部を下方に向けた状態で高所に設置し、下方の広い範囲を照光することも可能となる。このため、上記保持手段として、上記透明体の頂部を上方に向けた状態と、下方に向けた状態で上記本体を保持できる吊り下げアームを採用することができる。
【００１７】
上記ＬＥＤ光源として採用されるＬＥＤ発光素子の種類や形態は特に限定されることはない。たとえば、発光面が平坦状に形成された形態のＬＥＤ発光素子を用いるのが好ましい。平坦状の発光面を有するＬＥＤ発光素子は、発光面に直交する方向への指向性が高いため、光を上記透明体に容易に入射させることができる。
【００１８】
上記透明体の材質は、ＬＥＤ発光素子からの光を透過できるものであれば、特に限定されることはない。たとえば、ガラス、アクリル樹脂等を採用できる。また、錐体状側面の形態も特に限定されることはなく、円錐状側面や角錐状側面を採用することができる。
【００１９】
上記透明体の基端部は、上記本体に固定する必要がある。このため、基端部には、ねじ等の取付部材が設けられる。この部分の外観見栄えを高めるために、上記基端部を上記本体内に埋め込み状に設けるのが好ましい。ところが、ＬＥＤ光源から発せられる光は、上記基端部の境界面にも到達するため、上記基端部を埋め込み状に設置すると、これら光は光源として利用されなくなり、ＬＥＤ光源からの光に無駄が生じることになる。
【００２０】
また、基端部が錐体状側面として構成されている場合、光源から基端部近傍に向けて入射される光は、上記錐体状側面に対して小さな入射角で入射される。このため、ＬＥＤ発光素子から入射して透明体内を進行する光の多くの部分が、これら部位の外面から直接出射させられる。光の無駄をなくすため、上記基端部を露出させて設けることも考えられるが、上述したように取付部材等が光の進路を妨げるとともに、透明体の外側から透視できるため見栄えが低下する。しかも、上記ＬＥＤ光源からの直接光は照度が強いため、使用者の目に入ると、眩しさや刺激を与える恐れがある。
【００２１】
請求項４に記載した発明は、上記透明体の底部に向けて開口するとともに上記ＬＥＤ光源が設置される基端凹部と、上記透明体の頂部及び／又は基端部に、上記ＬＥＤ光源からの光が上記部位から外部に出射されるのを阻止するとともに反射させる反射部を設けたものである。
【００２２】
上記基端凹部の形態は、ＬＥＤ発光素子から出射される光を効率よく透明体に入射させることができれば特に限定されることはない。採用するＬＥＤ発光素子の指向特性等に応じて設定することができる。たとえば、平面状の発光面を備えるＬＥＤ発光素子を採用する場合、上記発光面に沿う平坦面を備える凹部を設けることができる。また、請求項９に記載した発明のように、上記基端凹部として、少なくとも頂部内面がドーム状に形成された形成のものを採用できる。たとえば、半球内面状のドーム形態を採用すると、球面状の指向特性を有するＬＥＤ光源から放射される光を効率良く透明体に入射させることができる。また、ＬＥＤ光源との間に空間を確保することができるため、ＬＥＤ発光素子の冷却効果を期待することもできる。
【００２３】
上記基端部側反射部に入射した光は、上記第１の錐体状側面に向かって反射される。上記第１の錐体状側面に向かう光は、透明体の境界面から直接出射させることなく、対向面に向けてすべて反射させられる。このため、透明体に入射した光が透明体の端部近傍から直接出射されることがなくなる。また、上記基端部側反射部において反射された反射光は、透明体内の中央部に導かれて出射されるが、反射光であるため、直接出射される光より弱い照度で出射させることができる。このため、使用者の目に眩しさや刺激を与える恐れもなくなる。特に、請求項１０に記載した発明のように、上記基端部側反射部が上記本体内に埋め込まれるように、上記透明体の基端部を上記本体に埋め込み保持した場合であっても、ＬＥＤ光源からの光を無駄なく外部に向けて出射することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載した発明のように、上記基端部側反射部を、上記透明体の少なくとも上記基端凹部の深さに対応する外周部に設けることにより、基端部近傍から出射される光の大部分を反射させて、最終的に第１の錐体状側面から出射させることが可能となる。
【００２５】
さらに、請求項６に記載した発明のように、上記基端部側反射部を、上記透明体に入射した光が、臨界角以下の角度で入射する錐体状側面の所定領域に形成することができる。この構成を採用することにより、基端側に入射した光を効率よく利用することができる。また、第１の錐体状側面のみを設けたランタンにおいては、第１の錐体状側面から出射される全ての出射光を上記透明体内において一度は反射された光とすることができる。
【００２６】
請求項７に記載した発明のように、上記基端部側反射部を、上記透明体の下縁部の外周に切り欠き面を設け、この切り欠き面に上記透明体から出射しようとする光を上記第１の錐体状側面に向けて反射させるように構成することができる。
【００２７】
上記切り欠き面は、たとえば、上記透明体の下縁部を断面三角状又は断面曲線状に切り欠くことにより設けることができる。また、上記切り欠き面は、反射光が上記第１の錐体状側面に向けて反射されるように構成される。これにより、上記透明体の基端部から出射しようとする光を、第１の錐体状側面に向けて全反射させて、ＬＥＤ光源から出射される光を無駄なく利用することができる。
【００２８】
上記頂部側反射部を設けると、頂部近傍から出射される光を、基端部側に向けて反射させ、頂部以外の第１の錐体状側面から分散して出射させることが可能になる。これにより、ＬＥＤ光源からの光を効率よく利用して、上記第１の錐体状側面から出射される光の強度を高めることができる。たとえば、請求項８に記載した発明のように、上記頂部側反射部を、透明体の頂部に基端部側に向かって窪む先端凹部を設けて構成することができる。
【００２９】
上記先端凹部を設けることにより、上記錐体状側面と上記凹部内面間で光が反射させられ、先端部分から出射しようとする光を、透明体の中間部に導いて反射させることが可能となる。特に、上記先端凹部を、錐体内面を有するように構成することにより、上記錐体内面で反射された光の入射角が増加するように反射させることが可能となり、上記ＬＥＤ光源から先端部分に直接とどく光を中間部に向けて反射させ、出射することが可能となる。
【００３０】
請求項１１に記載した発明のように、上記各反射部を、光反射塗料を上記透明体の外面に塗着して形成された反射層を備えて構成することができる。また、請求項１２に記載した発明のように、上記反射層を、光反射性を有するテープ材を上記透明体の外面に貼着して構成することができる。
【００３１】
請求項２に記載した発明は、上記透明体の底部側に、上記透明体の頂部の断面角度より大きな断面角度で形成されるとともに、上記ＬＥＤ光源から入射して進行する光を出射できる第２の錐体状側面を備えて構成したものである。
【００３２】
上述した頂部の断面角度を鋭角に設定した第１の錐体状側面から出射する光は、大部分が反射光であり、上記第１の錐体状側面を均一に発光させることができる。一方、ランタンを机上に載置して使用する場合等において、机上の地図や書類を照射するには、ＬＥＤ光源からの光を直接出射して高い照度を確保するのが望ましい。請求項２に記載した発明は、上記第１の錐体状側面を均一に発光させるとともに、上記錐体状側面の周囲の所定領域にＬＥＤ光源からの直接光を照射できるように構成したものである。
【００３３】
上記第２の錐体状側面は、上記透明体の頂部の断面角度より大きな断面角度で形成されている。このため、上記ＬＥＤ光源から透明体に入射して進行する光が外部へ出射される割合が多くなる。特に、請求項３に記載した発明のように、上記第２の錐体状側面を、上記透明体に入射して進行する光に対してほぼ直交する断面角度に形成することにより、上記ＬＥＤ光源から入射させられた光の大部分を直接出射することが可能となる。上記第２の錐体状側面は、上記第１の錐体状側面の底部側に一体形成されているため、机上に載置して使用する場合のランタンの周囲の照度を高めることができる。この場合、頂部を下方に向けた状態で机上に載置するように構成される。上記第２の錐体状側面の全域から光が出射されるように構成することもできるし、一部から光を出射するように構成することもできる。たとえば、ランタンを載置した机上の片側（ランタンを中心として所定の角度範囲）のみ、上記第２の錐体状側面からの直接光で照光するように構成することもできる。一部から光を出射するように構成する手法は特に限定されることはない。たとえば、上記第２の錐体状側面を覆うとともに、所定方向に光を出射できる開口部を形成したカバーを設けることができる。
【００３４】
ＬＥＤ光源の中心軸を、上記透明体の軸線に一致するように設置した場合、軸方向に入射させられた光は、上記第１の錐体状側面の頂部近傍において境界面に到達し、頂部近傍において反射が繰り返されて出射されることになる。また、入射光が透明体の中間部より頂部側において反射させられた場合には、頂部近傍において臨界角以下となる場合も多い。このため、頂部近傍から出射される光が多くなり、第１の錐体状側面から出射される光にむらが生じる恐れがある。
【００３５】
請求項１３に記載した発明は、上記第１の錐体状側面に、出射する光を散乱させる散乱層を設けたものである。
【００３６】
上記散乱層を設けることにより、出射される光を散乱させて、広い範囲に照射することが可能となる。また、第１の錐体状側面から出射される光の強度を均等にする効果も期待できる。
【００３７】
上記散乱層の構成は特に限定されることはない。たとえば、請求項１４に記載した発明のように、散乱層を、上記透明体の表面に微小な凹凸を形成して構成することができる。また、請求項１５に記載した発明のように、上記散乱層を、中実透明体の表面に、光透過性及び光散乱性を有するフィルムを貼着して構成することができる。なお、上記散乱層を、上記第２の錐体状側面の表面に設けることもできる。
【００３８】
請求項１６に記載した発明は、上記透明体に所定間隔を開けて対向配置されるとともに、上記透明体から出射される光を径方向外方へ反射させる錐体面を備える反射体を設けたものである。
【００３９】
上述したように、上記第１の錐体状側面の頂部近傍に向かう光の大部分は、頂部近傍から出射されるため光の強度も強くなる。一方、上記光は、上記透明体の軸線に沿う方向に出射されことはが多く、周囲を照光する光として利用することは困難である。上記錐体面を備える反射体を設けることにより、上記透明体の頂部近傍から軸線方向へ出射される光を透明体の径方向外方へ反射して、ランタンの周囲の照光に寄与させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
錐体状側面から均一な光を広い範囲に照射することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願発明に係るランタンの一例を示す正面図である。
【図２】図１に示すランタンを、吊り下げアームを用いて透明体の頂部を下方に向けた姿勢で保持した状態を示す正面図である。
【図３】透明体内の光の進路を示す断面図である。
【図４】基端部側反射部及び頂部側反射部を設けた透明体を備える第２の実施形態の光の進路を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態を示す要部の断面図である。
【図６】第４の実施形態を示す要部の断面図である。
【図７】第５の実施形態に係る透明体内の光の進路を示す断面図である。
【図８】第６の実施形態に係る透明体内の光の進路と照射範囲を示す図である。
【図９】第７の実施形態に係るランタンの照射範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。
【００４３】
図１は、本願発明に係るランタン１の外観を示す正面図である。
【００４４】
ランタン１は、円錐状側面２ｂを有する透明体２と、ＬＥＤ発光素子３と、上記透明体２を保持するとともに図示しない電池を内蔵した本体４と、上記本体４及び上記透明体２を吊り下げ保持できるアーム部５とを備えて構成されている。
【００４５】
透明体２は、上記円錐状側面２ｂを備えて構成されており、基端部を除く円錐状側面２ｂを上記本体４の上面から突出するようにして、図示しないねじ等によって上記本体４に保持されている。
【００４６】
本実施形態に係る上記透明体２は、透明アクリル樹脂から形成されているとともに、図３に示すように、頂部２ａの断面角度Ｚが約２０度の円錐状に形成されている。上記透明体２の底部には、底面に開口する半球内面状の基端凹部６が形成されており、上記開口の中央部に上記ＬＥＤ発光素子３が設置されている。
【００４７】
上記ＬＥＤ発光素子３として、レンズが付属していない直径が約３ｍｍの円形発光面を備えるＬＥＤ発光素子を採用している。上記ＬＥＤ発光素子３は、偏平な球状面に沿う指向特性を備え、上記基端凹部６を半球内面状のドーム状に形成することにより、上記発光面から発せられる光を、上記透明体２に効率よく入射させることができる。なお、本実施形態では、光源として一つのＬＥＤ発光素子３を用いているが、複数のＬＥＤ発光素子を配列して光源とすることができる。
【００４８】
図１及び図２に示すように、上記透明体２の外周部に、透明カバー７が設けられている。本実施形態では、上記透明体２の円錐状側面の全体を発光させるように構成しているため、本体側を除く広い範囲に光を照射するとともに上記透明体２を保護するため、上記透明カバー７が設けられる。なお、透明体２を保護できるとともに、照射範囲を確保できれば、上記カバーの形態は特に限定されることはなく、金網状のカバー等を採用することもできる。
【００４９】
本実施形態では、上記本体４の両側部から延出する吊り下げアーム５を設けている。上記吊り下げアーム５は、上記透明カバー７を囲むように形成されており、中央に掛止凹部５ａが設けられている。また、上記吊り下げアーム５は、上記本体４に対して回転可能に連結されている。
【００５０】
上記構成を採用することにより、図２に示すように、上記透明体２の頂部２ａを下方に向けた状態で、上記吊り下げアーム５を上方に回動させて、ランタン１を高所に吊り下げ設置し、下方の広い範囲を照射するように用いることができる。
【００５１】
図３に基づいて、本実施形態に係る透明体２内における光の進路を説明する。本実施形態では、上記透明体２として、臨界角θが約４０度の透明アクリル樹脂を採用している。上記ＬＥＤ発光素子３から上記透明体２に、上記凹部６を介して光を入射させた場合、上記光は透明体２内を直進し、円錐状側面２ｂに到達する。
【００５２】
上記光が上記円錐状側面２ｂに直交する方向から入射する場合、すなわち、図３におけるＨ1の高さ位置に到達する光は、ほとんどが透明体２の外側へ出射される。また、透明体２の底面からＨ1の高さまでの範囲において、円錐状側面２ｂに到達する光は、一部が外側に出射させられるとともに、一部が底面側に向けて反射させられる。本実施形態では、円錐状側面の頂部角度Ｚを２０度としているため、上記Ｈ1の高さは、全体高さＨの約３％となる。
【００５３】
また、本実施形態に係る透明アクリル樹脂は、臨界角θが４０度であるとともに、円錐状側面の頂部角度Ｚを２０度に設定しているため、全反射となる底面からの高さ位置Ｈ3 は、透明体２の高さＨの約１７％となる。上記Ｈ3より上方の高さ範囲Ｈ4に入射した光は、上記臨界角以上の角度で入射させられるため、全反射させられる。すなわち、上記透明体の円錐状側面の８０％以上の領域において、上記ＬＥＤ発光素子３から入射した光が全反射されることになる。
【００５４】
また、上記Ｈ1とＨ3の間の高さ範囲Ｈ2に到達した光は、入射角α1が４０度以下であるため、一部が円錐状側面から出射させられるとともに、一部が対向する円錐状側面に向けて反射させられる。したがって、部分反射される領域を合計すると、９７％以上の領域において反射光が生じることになる。
【００５５】
また、上記Ｈ4の高さ範囲においては、円錐状側面にβ1，γ1の入射角で入射した光は全反射させられるが、対向する円錐状側面に到達した光の入射角β2，γ2は、上記頂部角度Ｚ（２０度）に対応して２０度減少する。このため、１回目の反射の際の入射角度β1，γ1が臨界角より大きい場合であっても、反射光が対向面に入射する角度β2，γ2、あるいは複数回反射された光が対向する円錐状側面に入射する角度は、上記臨界角以下の入射角度となり、上記透明体２の外側に出射させられることになる。
【００５６】
上記構成を採用することにより、上記透明体２の円錐状側面２ｂから出射される光の大部分を反射光とすることができる。これにより、上記ＬＥＤ発光素子３からの光を、上記円錐状側面の全体に均一に分散させて出射させることが可能となる。また、ＬＥＤ発光素子３からの光が、円錐状側面２ｂから直接出射される部分が少なくなり、使用者に眩しさや刺激を与える恐れがなくなる。
【００５７】
本実施形態では、頂部２ａの断面角度Ｚを２０度に設定しているため、上記Ｈ1の高さは、上記透明体の高さの約３％となり、円錐状側面２ｂで反射される光のほとんどを反射位置より頂部側の対向する円錐外面に向けて反射させることができる。上記反射させられた光は、対向する円錐状側面に向かって直進するとともに、上記対向面に対する入射角に応じて出射及び／又は反射させられる。
【００５８】
また、本実施形態では、円錐状側面２ｂの頂部角度を２０度に設定しているため、上記反射光は、対向する境界面に対して入射角が２０度減少した状態で入射させられる。このため、１回目の境界面における入射角が臨界角以上であっても、対向する境界面に対する入射角は臨界角以上となる場合はほとんどなくなり、上記境界面すなわち、円錐状側面２ｂから光が出射させられる。また、上記円錐状側面２ｂの頂部角度を２０度以下に設定した場合においても、上記境界面で複数回反射されると、境界面に臨界角以下の角度で入射させられる。したがって、反射光を上記円錐状側面に分散して出射させ、円錐状側面を均等に発光させることが可能となる。さらに、複数回反射させられる場合、入射角度が逆転して、基端部側に向かって反射させられる反射光も生じる。
【００５９】
上記構成によって、ＬＥＤ発光素子３から入射した光を、円錐状側面２ｂの全体から分散して出射させることが可能となり、円錐状側面２ｂを均等に発光させて照射することが可能となる。
【００６０】
図４に、本願発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、透明体２の基端部に基端部側反射部１０を設けるとともに、頂部に頂部側反射部１１を設けたものである。
【００６１】
上記基端部側反射部１０及び頂部側反射部１１は、上記ＬＥＤ発光素子３からの光が上記透明体２から直接出射するのを阻止するとともに全反射させるように構成されている。このため、上記基端部側反射部１０に入射した光は、透明体２の境界面から直接出射することはなく、反射部におけるそれぞれの対向面に向けて反射させられる。このため、透明体２に入射した光が直接出射される範囲を減少させることができる。また、使用者の目に眩しさや刺激を与える恐れも少なくなる。
【００６２】
上記基端部側反射部１０は、上記透明体２の少なくとも上記凹部６の深さに対応する外周部に設けることができる。上記基端部側反射部１０を、上記凹部６の深さに対応する外周部に設けることにより、上記透明体２の基端部近傍から出射される光の大部分を反射させて、最終的に円錐状側面２ｂから出射させることが可能となる。
【００６３】
さらに、上記基端部側反射部１０を、上記透明体２に入射した光が、上記円錐状側面２ｂに臨界角以上の角度で入射しないように形成することができる。たとえば、図３におけるＨ3の高さ範囲に上記基端部側反射部１０を設けることができる。この構成を採用することにより、ＬＥＤ発光素子３から透明体２に入射した光が直接出射させられることはなくなり、全ての出射光を上記透明体２内において一度は反射された光とすることができる。
【００６４】
また、図１及び図２に示すように、本実施形態では、上記透明体２の基端部を、上記本体４に埋め込むように保持することが可能となる。このため、透明体２の底部に取り付け用のねじ等を設けた場合にも、見栄えが低下することはない。しかも、上記基端部側反射部１０を設けることにより、上記本体４に埋め込まれた部分に向けて入射した光を反射させて、上記円錐状側面２ｂから出射させることができる。したがって、光を有効利用することができる。
【００６５】
ＬＥＤ発光素子３の中心軸を、上記円錐状側面２ｂの軸線に一致するように設置した場合、軸近傍において入射させられた光は、上記円錐状側面２ｂの頂部近傍において境界面に到達し、透明体の先端部分において反射が繰り返されて出射されることになる。また、入射光が透明体２の中間部より先端側において反射させられた場合には、頂部近傍において臨界角以下となって出射される場合も多い。このため、頂部近傍から出射される光が多くなり、第１の円錐状側面２ｂから出射される光にむらが生じる恐れがある。
【００６６】
上記頂部側反射部１１を設けることにより、頂部近傍から出射される光を、基端部側に向けて反射させ、頂部近傍以外の円錐状側面から分散して出射させることが可能になる。これにより、ＬＥＤ発光素子３からの光を効率よく利用して、上記円錐状側面から出射される光の強度を高めることができる。
【００６７】
上記基端部側反射部１０及び上記頂部側反射部１１を構成する材料は特に限定されることはない。たとえば、光反射塗料を上記透明体の外面に塗着して構成することができる。また、上記基端部側反射部１０及び上記頂部側反射部１１を、光反射性を有するテープ材を上記透明体の外面に貼着して構成することができる。
【００６８】
図５に、本願発明の第３の実施形態を示す。この実施形態は、基端部側反射部２１０を、透明体２０２の下縁部の外周に切り欠き面２０２ｃを設け、この切り欠き面２０２ｃに上記透明体２０２から出射しようとする光を上記円錐状側面に向けて反射させる反射層２１０ａを設けて構成したものである。
【００６９】
本実施形態では、上記切り欠き面２０２ｃを断面曲線状に形成し、上記基端部側反射部２１０において反射させられた光を、所要の方向に向けて反射させるように構成している。たとえば、透明体の頂部の角度やＬＥＤ発光素子２０３の指向特性に応じて、反射光を円錐状側面２０２ｂに均等に配分できる断面放物線状に形成することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、上記円錐状側面２０２ｂに、出射する光を散乱させる散乱層２１３を設けている。上記散乱層２１３は、光を反射させる反射粒子を分散させたフィルム材を、上記円錐状側面２０２ｂに貼着して形成されている。
【００７１】
上記散乱層２１３を設けることにより、出射される光を散乱させて、広い範囲に照射することが可能となる。また、円錐状側面２０２ｂから出射される光の強度を均等にする効果も期待できる。
【００７２】
図６に、第４の実施形態を示す。この実施形態では散乱層３１３を、透明体３０２の円錐状側面３０２ｂの表面に微小な凹凸を形成して構成したものである。
【００７３】
上記形態の散乱層３１３を設けることにより、上記円錐状側面３０２ｂに到達した光を散乱状態で確実に出射させることができる。このため、円錐状側面を均一に発光させることが可能となり、広い範囲に光を照射できるランタンを構成できる。
【００７４】
図７に、本願発明の第５の実施形態を示す。この実施形態は、頂部側反射部４１１を、透明体２の頂部に基端部側に向かって窪む先端凹部４１０を設けて構成したものである。本実施形態では、上記先端凹部４１０を上記透明体２と相似形に構成し、上記凹部内面、及び上記円錐状側面の上記凹部４１０に対応する高さ範囲に反射層４１２を設けて、上記頂部側反射部４１１を構成している。上記反射層４１２の構成は特に限定されることはなく、上述した反射塗料を塗着して構成することができる。また、上記先端凹部４１０に対応する形態のキャップを装着して反射部４１１を構成することもできる。
【００７５】
上記先端凹部４１０を設けることにより、上記円錐状側面と上記先端凹部４１０の内面間で光が反射させられ、頂部近傍から出射しようとする光を、透明体の中間部に導いて出射させることが可能となる。また、上記先端凹部４１０を、透明体２と同じ角度を有する内面円錐状に構成することにより、上記円錐状側面と上記先端凹部４１０の内面間において、対向する境界面に入射する光の入射角が増加する。このため、上記ＬＥＤ光源から先端部分に直接とどく光を、透明体の中間部に向けて反射させ、出射することが可能となる。
【００７６】
図８及び図９に、本願発明の第６の実施形態を示す。
【００７７】
第６の実施形態は、透明体５０２を、第１の実施形態〜第５の実施形態に示す第１の円錐状側面５０２ｂを備えるとともに、上記透明体５０２の基端側に、上記透明体５０２の頂部の断面角度Ｚ1より大きな断面角度Ｚ2で形成された第２の円錐状側面５０２ｃを備えて構成したものである。また、図９に示すように、透明体５０２の軸方向に出射される光を有効に利用するため、上記透明体５０２の頂部５０２ａに対向するように反射体５４０を設けている。なお、上述した実施形態と同様に上記第１の円錐状側面５０２ｂ及び上記第２の円錐状側面５０２ｃは、円錐状に限定されることはなく、多角形錐体状の外面として構成することもできる。また、第１の円錐状側面５０２ｂの作用効果は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００７８】
第１の実施形態から第５の実施形態では、透明体から出射される光の大部分を反射光として、円錐状透明体の全体を均一に発光させるように構成した。一方、透明体の全体を均一に発光させた場合、周囲の空間を均一に照光する環境照明等に適する一方、一部の領域を集中的に照光するものではないため、読書等を行うような場合照度が不足する場合もある。たとえば、野外活動を行う場合、机上に載置した地図や書類を照光したい場合、上述した実施形態に係るランタンでは照度が不足することが考えられる。
【００７９】
第６の実施形態では、透明体５０２の基端部近傍に照射される光を反射させることなく、上記第２の円錐状側面５０２ｃから直接出射させて、ランタン周囲の所定領域を照光するように構成したものである。
【００８０】
本実施形態では、第１の円錐状側面５０２ｂの断面角度Ｚ1を上述した実施形態と同様に２０度に設定する一方、上記第２の円錐状側面５０２ｃの断面角度Ｚ２を９０度に設定している。第２の円錐状側面５０２ｃの断面角度を９０度に設定することにより、透明体内を進行する光の上記第２の円錐状側面５０２ｃに対する入射角度が小さくなり、光のほとんどを上記第２の円錐状側面５０２ｃから出射させることができる。しかも、図９に示すように、上記第２の円錐状側面５０２ｃの径方向最内側から出射される光を、ランタン本体５０４の底部近傍に向けて出射できるように構成している。これにより、上記第２の円錐状側面５０２ｃからＡ1の角度で光を出射させることができる。また、ランタンを机上に載置した場合、ランタン５０１の周囲の所定領域Ｌ1を、ＬＥＤ光源５０３からの直接光で照射して、高い照度を確保することが可能となる。しかも、上記第２の円錐状側面５０２ｃから出射される光は、ＬＥＤ光源５０３から発せられる光の一部であり、第１の円錐状側面５０２ｂの発光に与える影響も少ない。
【００８１】
上記第２の円錐状側面５０２ｃから出射される光はＬＥＤ光源からの直接光であるため、光の強度は大きいが、目に直接入ると眩しさを感じる恐れがある。このため、透明体の頂部を上方に向けて使用する場合や、机上を照光する必要がない場合は、図示しないカバー等で覆うように構成することもできる。また、上記カバーの内面で光を反射するように構成することにより、光を第１の円錐状側面５０２ｂ及び第２の円錐状側面５０２ｃに向けて反射させて有効に活用することもできる。さらに、上記カバーの一部から、光を出射できるように構成することもできる。
【００８２】
上記反射体５４０は、頂部を上記透明体の頂部に対向する円錐状に形成されている。本実施形態では、上記頂部角度を９０度に設定している。上述したように、ＬＥＤ光源５０３からの光は直進性が高いため、透明体５０２の軸方向に進む光量が多い。上述した第１の実施形態〜第５の実施形態では、この光を透明体内において反射させる構成を採用した。
【００８３】
一方、本実施形態では、上記透明体５０２の軸方向に進行する光を透明体５０２から、角度Ａ2で出射させるとともに、別途設けた上記反射体５４０によって、ランタンの周囲に向けて反射させるように構成している。これにより、ランタン５０１からの光の照射範囲Ｌ2を拡大することが可能となり、また、ＬＥＤ光源５０３からの光を有効に活用することができる。
【００８４】
本願発明の範囲は、上述の実施形態に限定されることはない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものでないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
ＬＥＤ光源からの光を有効に利用して、広い範囲を照射できるランタンを得ることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１  ランタン
３  ＬＥＤ光源（ＬＥＤ発光素子）
２ｂ  第１の錐体状側面（円錐状側面）
６  凹部
２  透明体
４  本体
５  吊り下げアーム
【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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【図８】
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【図９】
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