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JP4022626B2 - LIGHT EMITTING STRUCTURE CONTAINING STRESS LIGHT EMITTING MATERIAL, AND VIBRATION SENSOR USING THE LIGHT EMITTING STRUCTURE - Google Patents
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JP4022626B2 - LIGHT EMITTING STRUCTURE CONTAINING STRESS LIGHT EMITTING MATERIAL, AND VIBRATION SENSOR USING THE LIGHT EMITTING STRUCTURE - Google Patents

LIGHT EMITTING STRUCTURE CONTAINING STRESS LIGHT EMITTING MATERIAL, AND VIBRATION SENSOR USING THE LIGHT EMITTING STRUCTURE Download PDF

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Description

本発明は、機械的な外力の強度によって発光強度を変化させる応力発光材料を含み、効率よく発光することの可能な発光構造体、および、この発光構造体を備えた振動センサに関するものである。   The present invention relates to a light-emitting structure that includes a stress-stimulated luminescent material that changes the light emission intensity depending on the strength of a mechanical external force and that can emit light efficiently, and a vibration sensor including the light-emitting structure.

本願発明者らは、紫外線、電子線、X線、放射線、化学線、化学反応などによる刺激とは異なり、外力などの機械的な刺激によって効率的に発光する材料に関して長期にわたって研究を行っている。このような外力によって発光する材料は応力発光材料と呼ばれる。   The inventors of the present application have been conducting research over a long period of time on materials that emit light efficiently by mechanical stimulation such as external force, unlike stimulation by ultraviolet rays, electron beams, X-rays, radiation, actinic radiation, chemical reactions, etc. . A material that emits light by such an external force is called a stress luminescent material.

この応力発光材料の具体例としては、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4などに記載されているものが挙げられる。これらは、本願発明者らによって開発されたものである。   Specific examples of the stress-stimulated luminescent material include those described in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and the like. These were developed by the present inventors.

また、本願発明者らによって出願された特許文献以外にも、例えば、特許文献5、特許文献6などには、応力発光材料についての技術が記載されている。なお、これらの文献には、応力発光材料を光導波路や人工発光皮膚、さらには各種装置などに利用する技術について記載されている。
特開2000−119647号公報(公開日:2000年4月25日) 特開2001−049251号公報(公開日:2001年2月20日) 特開2000−313878号公報(公開日:2000年11月14日) 特開2002−194349号公報(公開日:2002年7月10日) 特開2003−253261号公報(公開日:2003年9月10日) 特開2004−071511号公報(公開日:2004年3月4日) 「圧電セラミックス新技術」、一ノ瀬昇監修、日本電子材料工学会編、オーム社、1991年、8頁
In addition to the patent documents filed by the inventors of the present application, for example, Patent Document 5, Patent Document 6 and the like describe techniques regarding stress-stimulated luminescent materials. These documents describe techniques for using stress-stimulated luminescent materials in optical waveguides, artificial luminescent skin, and various devices.
JP 2000-119647 A (publication date: April 25, 2000) JP 2001-049251 A (publication date: February 20, 2001) JP 2000-313878 A (publication date: November 14, 2000) JP 2002-194349 A (publication date: July 10, 2002) JP 2003-253261 A (publication date: September 10, 2003) JP 2004-071511 A (publication date: March 4, 2004) “Piezoelectric Ceramics New Technology”, supervised by Noboru Ichinose, edited by Japan Electronic Materials Engineering, Ohmsha, 1991, p. 8

ところで、地震発生時の震度を検知するための振動センサや、機械や建物構造体の振動を遠隔検知するための振動センサとして、現在は、圧電体を利用したものが一般に使用されている。しかしながら、このような圧電体を使用した振動センサは、電源が必要であり、この電源とセンサとを接続するためのリード線も必要となる。また、このような振動センサでは、電磁のノイズが発生するという問題も有している(非特許文献1参照)。   By the way, as a vibration sensor for detecting a seismic intensity at the time of occurrence of an earthquake or a vibration sensor for remotely detecting vibration of a machine or a building structure, a sensor using a piezoelectric body is generally used. However, a vibration sensor using such a piezoelectric body requires a power source, and also requires a lead wire for connecting the power source and the sensor. In addition, such a vibration sensor has a problem that electromagnetic noise is generated (see Non-Patent Document 1).

そこで、電源を必要とせず、外部から機械的なエネルギーを直接光エネルギーに変換することのできる上述のような応力発光材料を利用した振動センサが開発できれば、上述のような従来の振動センサにおける問題点を解消することができると期待される。しかしながら、上記応力発光材料を利用した振動センサを実現するためには、当応力発光材料を用いてより高度に振動を検知することのできる発光構造体が必要とされる。現状では、このよう高度に振動を検知することのできる発光構造体に関する技術は開示されていない。上述の特許文献5や特許文献6に記載の応力発光材料の応用技術においても、そのような技
術については記載されていない。
Therefore, if a vibration sensor using the stress-stimulated luminescent material as described above that can directly convert mechanical energy into light energy without requiring a power source can be developed, there is a problem with the conventional vibration sensor as described above. The point is expected to be eliminated. However, in order to realize a vibration sensor using the stress-stimulated luminescent material, a light-emitting structure capable of detecting vibrations to a higher degree using the stress-stimulated luminescent material is required. At present, no technology is disclosed regarding a light emitting structure capable of detecting vibrations at such a high level. In the applied technology of the stress-stimulated luminescent material described in Patent Document 5 and Patent Document 6 described above, such a technique is not described.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、応力発光材料を含んでなる発光構造体において、その発光効率を向上させるような構造を提供するとともに、このような構造を有する発光構造体を備え、振動を高感度に捉えることのできる振動センサを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a light-emitting structure including a stress-stimulated luminescent material, provides a structure that improves the luminous efficiency, and has such a structure. An object of the present invention is to provide a vibration sensor including a light emitting structure and capable of capturing vibration with high sensitivity.

本願発明者らは、上記の問題点について鋭意検討した。まず、本願発明者らによって見出された応力発光体は、外部から加わった機械的エネルギーの大きさによって発光強度を変化させるものであり、発光強度はひずみエネルギー(すなわち、(ひずみ)×(ひずみの変化速度))にも比例することに着目した。つまり、本願発明者らは、応力発光体が外部から加わる力の大きさおよび変化速度の両方に比例することを利用して、振動の検知に利用することができることに着目した。   The inventors of the present application diligently studied the above problems. First, the stress luminescent material found by the inventors of the present application changes the luminescence intensity according to the magnitude of mechanical energy applied from the outside, and the luminescence intensity is a strain energy (ie, (strain) × (strain). Note that the rate of change is also proportional to That is, the inventors of the present application paid attention to the fact that the stress illuminant can be used for vibration detection by utilizing the fact that it is proportional to both the magnitude of the force applied from the outside and the rate of change.

さらに、本願発明らは、応力発光体を振動センサに利用するためには、振動をより高感度に検知することが必要であると考え、応力発光材料を含んでなる発光構造体において、その発光効率を向上させるような構造を得るために鋭意検討を行った。その結果、応力発光材料を含む発光部材を、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材と、同じく当該発光部材よりも質量の大きな第2の支持部材との間に挟みこむことによって、上記応力発光材料に効率よく外部からのひずみエネルギーを注入することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Furthermore, the present invention considers that it is necessary to detect vibration with higher sensitivity in order to use a stress-stimulated luminescent material for a vibration sensor. In order to obtain a structure that improves the efficiency, intensive studies were conducted. As a result, by sandwiching the light emitting member containing the stress light emitting material between the first support member having a mass larger than that of the light emitting member and the second support member having a mass larger than that of the light emitting member, It has been found that strain energy from the outside can be efficiently injected into the stress-stimulated luminescent material, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明にかかる発光構造体は、外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなる発光構造体であって、上記応力発光材料を含む発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備え、上記発光部材は、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれていることを特徴とするものである。   That is, a light emitting structure according to the present invention is a light emitting structure including a stress light emitting material that changes the light emission intensity in proportion to the intensity of an external force, the light emitting member including the stress light emitting material, and the light emitting member. A first supporting member and a second supporting member having a larger mass than the first supporting member, wherein the light emitting member is sandwiched between the first supporting member and the second supporting member. To do.

上記の構成によれば、応力発光材料を含む発光部材が、それ自身よりも質量の大きな第1および第2の支持部材の間に挟みこまれていることによって、外力を受けた場合に効率よく発光することができる。つまり、本発明の発光構造体のような構造を有することで、外部からの機械的エネルギーを受けて発光する応力発光材料に、当該エネルギーを効率よく注入することができる。   According to said structure, when the light emitting member containing a stress light-emitting material is pinched | interposed between the 1st and 2nd supporting member with mass larger than itself, when receiving external force, it is efficient. Can emit light. That is, by having a structure like the light emitting structure of the present invention, the energy can be efficiently injected into a stress light emitting material that emits light upon receiving mechanical energy from the outside.

また、本発明にかかる発光構造体において、上記第1の支持部材および第2の支持部材は、上記発光部材を構成する材料よりも比重の大きな材料で形成されていることが好ましい。   In the light emitting structure according to the present invention, it is preferable that the first support member and the second support member are made of a material having a specific gravity larger than that of the material constituting the light emitting member.

上記第1の支持部材および第2の支持部材は、上記発光部材よりも質量が大きいことが必要となる。このように第1および第2の支持部材の質量を大きくするためには、発光部材に比べてその体積または比重を大きくすればよいが、上記のように、第1の支持部材および第2の支持部材を、発光部材を構成する材料よりも比重の大きな材料で形成することで、得られる発光構造体の体積を小さくし、コンパクトにすることができる。   The first support member and the second support member need to have a larger mass than the light emitting member. In order to increase the mass of the first and second support members in this way, the volume or specific gravity may be increased as compared with the light emitting member. However, as described above, the first support member and the second support member are increased. By forming the support member with a material having a specific gravity larger than that of the material constituting the light emitting member, the volume of the light emitting structure to be obtained can be reduced and made compact.

また、本発明の発光構造体において、上記発光部材は、中空の形状であることが好ましい。上記の構成によれば、発光部材の質量をより小さくすることができる。   In the light emitting structure of the present invention, the light emitting member preferably has a hollow shape. According to said structure, the mass of a light emitting member can be made smaller.

また、本発明の発光構造体において、上記発光部材は、上記第1および第2の支持部材と比較して体積が小さいことが好ましい。上記の構成によれば、発光部材の質量をさらに
小さくすることができる。
In the light emitting structure of the present invention, it is preferable that the light emitting member has a smaller volume than the first and second support members. According to said structure, the mass of a light emitting member can be made still smaller.

なお、発光部材の体積を第1および第2の支持部材の体積と比較して小さくするためには、第1の支持部材、発光部材、および、第2の支持部材という順に並べて配置されている配置方向の長さ、および/または、上記配置方向と直交する方向(すなわち、図1に示す発光構造体の断面に対して垂直な方向)の長さに関して、上記発光部材の寸法を、上記第1および第2の支持部材の寸法よりも小さくすればよい。また、上記発光部材の厚さを、上記第1および第2の支持部材と比較して小さくしてもよい。   In order to reduce the volume of the light emitting member as compared with the volumes of the first and second support members, the first support member, the light emitting member, and the second support member are arranged in this order. With respect to the length in the arrangement direction and / or the length in the direction orthogonal to the arrangement direction (that is, the direction perpendicular to the cross section of the light emitting structure shown in FIG. 1), the dimensions of the light emitting member are What is necessary is just to make it smaller than the dimension of the 1st and 2nd supporting member. Further, the thickness of the light emitting member may be smaller than that of the first and second support members.

また、本発明の発光構造体において、上記第1の支持部材と上記第2の支持部材は、上記発光部材と隣接していない端部において、互いに連結されて連結支持部材を構成しており、これによって当該発光構造体が共鳴体を形成していることが好ましい。   Further, in the light emitting structure of the present invention, the first support member and the second support member are connected to each other at an end portion not adjacent to the light emitting member to constitute a connection support member, Accordingly, it is preferable that the light emitting structure forms a resonator.

本発明の発光構造体において、第1および第2の支持部材を連結して共鳴体とすると、支持部材の共鳴周波数では第1の支持部材と第2の支持部材の端面には大きな変位が発生するため、その間に挟み込まれている発光体に大きな応力が作用する。したがって、検出したい振動が支持部材の共鳴周波数と一致する場合には、単に支持部材の間に発光体を挟み込む場合より高感度となる。   In the light emitting structure of the present invention, when the first and second support members are connected to form a resonator, a large displacement occurs at the end surfaces of the first support member and the second support member at the resonance frequency of the support member. Therefore, a large stress acts on the light emitter sandwiched therebetween. Therefore, when the vibration to be detected matches the resonance frequency of the support member, the sensitivity is higher than when the light emitter is simply sandwiched between the support members.

また、本発明の発光構造体において、上記発光部材には、高分子有機材料がさらに含まれていることが好ましい。ここで、上記高分子有機材料とは、例えば、プラスチック、ゴム、樹脂などのことである。   In the light emitting structure of the present invention, it is preferable that the light emitting member further includes a polymer organic material. Here, the high molecular organic material is, for example, plastic, rubber, resin, or the like.

上記の構成によれば、発光部材が柔軟性や可塑性を有するようになり、その形状を種々に変えることができる。また、発光部材を応力発光材料のみで構成した場合と比較してその比重を小さくすることができる。   According to said structure, a light emitting member comes to have a softness | flexibility and plasticity, The shape can be changed variously. Moreover, the specific gravity can be made small compared with the case where a light emitting member is comprised only with stress luminescent material.

また、本発明の発光構造体において、上記第1の支持部材および第2の支持部材は、金属、ガラス、セラミックスの何れかで形成されていることが好ましい。   In the light emitting structure of the present invention, the first support member and the second support member are preferably formed of any one of metal, glass, and ceramics.

上記の構成によれば、発光構造体を振動センサなどに用いる場合などにも、振動に耐えうるだけの強度を充分に確保することができる。また、発光部材に高分子有機材料を含ませた場合には、上記第1および第2の支持部材を鉄鋼やステンレス鋼などの金属、ガラス、あるいは、セラミックスで構成することで、発光部材と比較して充分にその質量を大きくすることができる。   According to the configuration described above, even when the light emitting structure is used for a vibration sensor or the like, sufficient strength to withstand vibration can be secured. In addition, when the organic light emitting material is included in the light emitting member, the first and second support members are made of metal such as steel or stainless steel, glass, or ceramics, so that the light emitting member is compared with the light emitting member. Thus, the mass can be sufficiently increased.

また、本発明の発光構造体について、上記第1の支持部材および上記第2の支持部材のうちの少なくとも何れかは、透明な材料で形成されていることが好ましい。   In the light emitting structure of the present invention, it is preferable that at least one of the first support member and the second support member is formed of a transparent material.

ここで、上記「透明な材料」とは、当該材料を挟んだ一方の側において発せられた光を、当該材料を介して、他方の側において検知することができる程度に透明または半透明な材料のことを意味する。そして、この「透明な材料」としては、ガラスやポリカーボネートなどの樹脂などが挙げられる。   Here, the “transparent material” is a material that is transparent or translucent to such an extent that light emitted on one side of the material can be detected on the other side through the material. Means that. The “transparent material” includes resins such as glass and polycarbonate.

上記の構成によれば、透明な材料で形成された第1および第2の支持部材そのものが、発光部材において発せられる光を外部に伝達する光導波路として利用することができる。そのため、発光構造体を振動センサなどに用いる場合には、その構造を簡便化することができる。   According to said structure, the 1st and 2nd supporting member itself formed with the transparent material can be utilized as an optical waveguide which transmits the light emitted in a light emitting member to the exterior. Therefore, when the light emitting structure is used for a vibration sensor or the like, the structure can be simplified.

また、本発明の発光構造体において、上記発光部材の形状は、棒状または線状であり、
かつ、コイル状になっていることが好ましい。
Moreover, in the light emitting structure of the present invention, the light emitting member has a rod shape or a linear shape,
And it is preferable that it is coil shape.

本発明の発光構造体において、発光材料を透明樹脂等に混合して棒や線状のファイバーとし、これをコイル状の構造にすると弾性係数が小さくなるので、支持部材を共鳴体とした場合にその共鳴振動数への影響を抑えることができる。またコイル状の形状では、発光体にかかる応力がその全体にせん断応力として発光部材に作用するため、発光体が変形しやすくなり、効率よく発光させることができる。   In the light emitting structure of the present invention, the light emitting material is mixed with a transparent resin or the like to form a rod or a linear fiber, and when this is made into a coiled structure, the elastic coefficient becomes small. The influence on the resonance frequency can be suppressed. In the coil shape, since the stress applied to the light emitter acts on the light emitting member as a shear stress throughout, the light emitter is easily deformed, and light can be emitted efficiently.

なお、本発明の発光構造体において、発光部材がコイル状の場合、そのコイルの両端にそれぞれ、第1の支持部材または第2の支持部材が取り付けられる。   In the light emitting structure of the present invention, when the light emitting member is coiled, the first support member or the second support member is attached to both ends of the coil.

そして、本発明にかかる発光構造体は、上述の各構造を有するものの他に、外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなる発光構造体であって、中空形状の支持部材の外部表面および/または内部表面に応力発光材料が塗布されているものであってもよい。   A light-emitting structure according to the present invention is a light-emitting structure including a stress-luminescent material that changes the light emission intensity in proportion to the intensity of external force, in addition to those having the above-described structures, and has a hollow shape. A stress luminescent material may be applied to the outer surface and / or the inner surface of the support member.

上記のように、支持部材が、内部に空洞を有する中空形状であると、支持部材が共鳴を引き起こす外部からの振動に対して指向性を備えるようになる。したがって、そのような支持部材の内面あるいは外面に応力発光材料を塗布すると、ある一定の方向からの振動に対してのみ発光する指向性を持つ振動センサを構成することができるようになる。なお、上記中空形状としては、例えば、円筒状や矩形の筒状のものを挙げることができる。また、支持部材の外部表面とは、支持部材の外形を形成している面のことであり、支持部材の内部表面とは、支持部材において空洞を形成している面のことを意味する。   As described above, when the support member has a hollow shape having a cavity inside, the support member has directivity with respect to external vibrations that cause resonance. Therefore, when a stress luminescent material is applied to the inner surface or the outer surface of such a support member, a vibration sensor having directivity that emits light only with respect to vibration from a certain direction can be configured. In addition, as said hollow shape, a cylindrical shape and a rectangular cylindrical thing can be mentioned, for example. Further, the outer surface of the support member is a surface that forms the outer shape of the support member, and the inner surface of the support member means a surface that forms a cavity in the support member.

本発明にかかる振動センサは、上述の各発光構造体のうちの何れかを、振動を検出するための検出部として有することを特徴とするものである。   The vibration sensor according to the present invention includes any one of the above-described light emitting structures as a detection unit for detecting vibration.

上記の振動センサは、電源無しで発光する性質を有する応力発光材料を検出部として有するもであるため、電源と接続する必要がないという利点を有している。つまり、従来の圧電体などを使用した振動センサにおける、電磁のノイズの問題、電源の問題、および、リード線の問題といった各種の問題を考慮する必要がない。   The vibration sensor described above has an advantage that it does not need to be connected to a power source because it has a stress-stimulated luminescent material having a property of emitting light without a power source as a detection unit. That is, there is no need to consider various problems such as electromagnetic noise problems, power supply problems, and lead wire problems in a vibration sensor using a conventional piezoelectric body.

さらに、本発明の振動センサによれば、振動を高感度に検知することができるとともに、振動の大きさの指標となる発光強度を離れた位置から遠隔検知することができるため、地震発生時や地質検査を行う場合に有効に利用することができる。   Furthermore, according to the vibration sensor of the present invention, the vibration can be detected with high sensitivity, and the emission intensity that is an index of the magnitude of vibration can be remotely detected from a remote location. It can be used effectively for geological inspection.

本発明にかかる発光構造体は、以上のように、応力発光材料を含む発光部材が、それ自身よりも質量の大きな第1および第2の支持部材の間に挟みこまれた構造を有しているため、外力を受けた場合に効率よく発光することができるという効果を奏する。つまり、本発明の発光構造体のような構造を有することで、外部からの機械的エネルギーを受けて発光する応力発光材料に、当該エネルギーを効率よく注入することができる。   As described above, the light emitting structure according to the present invention has a structure in which a light emitting member including a stress light emitting material is sandwiched between first and second support members having a mass larger than that of itself. Therefore, there is an effect that light can be emitted efficiently when receiving external force. That is, by having a structure like the light emitting structure of the present invention, the energy can be efficiently injected into a stress light emitting material that emits light upon receiving mechanical energy from the outside.

また、本発明にかかる振動センサは、以上のように、本発明の発光構造体を振動を検出するための検出部として有するものである。   Moreover, the vibration sensor concerning this invention has the light emission structure of this invention as a detection part for detecting a vibration as mentioned above.

上記の振動センサは、電源無しで発光する性質を有する応力発光材料を検出部として有するものであるため、電源と接続する必要がないという利点を有している。さらに、本発明の振動センサは、振動を高感度に検知することができるため、地震発生時や地質検査を行う場合に有効に利用することができる。   The vibration sensor has an advantage that it does not need to be connected to a power source because it has a stress-stimulated luminescent material having a property of emitting light without a power source as a detection unit. Furthermore, since the vibration sensor of the present invention can detect vibration with high sensitivity, it can be used effectively when an earthquake occurs or when a geological inspection is performed.

本発明の実施形態について以下に説明するが、本発明はこの記載に限定されるものではない。本実施の形態では、まず、本発明にかかる発光構造体の例をいくつか挙げて説明し、その後、本発明にかかる振動センサについて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this description. In this embodiment, first, some examples of the light emitting structure according to the present invention will be described, and then the vibration sensor according to the present invention will be described.

(1)本発明の発光構造体について
本発明にかかる発光構造体は、外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んで構成されるものである。この発光構造体は、上記応力発光材料を含む材料で構成される発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備えている。そして、この発光構造体においては、上記発光部材が、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれた構造を有している。
(1) About the light emitting structure of the present invention The light emitting structure according to the present invention includes a stress light emitting material that changes the light emission intensity in proportion to the intensity of the external force. The light emitting structure includes a light emitting member made of a material containing the stress light emitting material, and a first support member and a second support member having a mass larger than that of the light emitting member. In this light emitting structure, the light emitting member has a structure sandwiched between the first support member and the second support member.

ここで、上記「発光構造体」とは、外部からの刺激によってそれ自身が発光する構造体のことを意味する。図1から図5には、本発明に係る発光構造体の例をそれぞれ示す。   Here, the above “light emitting structure” means a structure that itself emits light by an external stimulus. 1 to 5 show examples of the light emitting structure according to the present invention.

最初に、図1に示す発光構造体について説明する。図1に示す発光構造体10は、第1の支持部材1、発光部材2、第2の支持部材3から構成されている。そして、上記発光部材2は、上記第1の支持部材と上記第2の支持部材との間に挟まれている。   First, the light emitting structure shown in FIG. 1 will be described. A light emitting structure 10 shown in FIG. 1 includes a first support member 1, a light emitting member 2, and a second support member 3. The light emitting member 2 is sandwiched between the first support member and the second support member.

本発明にかかる発光構造体において、発光部材2が2つの支持部材1・3の間に挟まれた状態とは、上記発光部材2の対向する2つの端面のうちの一方の端面が、第1の支持部材1と隣接しており、もう一方の端面が、第2の支持部材3と隣接していることを意味する。例えば、発光部材2の形状が直方体である場合には、その直方体の6つの面のうちの、任意の対向する2つの面が、2つの支持部材1・3とそれぞれ隣接している。なお、各支持部材1・3と隣接している対向する2面は、直方体の6つの面から任意に選択すればよいが、得られる発光構造体の発光効率を向上させ、かつ、その構造を丈夫で安定なものとするためには、より面積の大きな対向する2つの面が、上記第1および第2の支持部材1・3とそれぞれ隣接していることが好ましい。   In the light emitting structure according to the present invention, the state in which the light emitting member 2 is sandwiched between the two support members 1 and 3 means that one end surface of the two opposing end surfaces of the light emitting member 2 is the first. Means that the other end face is adjacent to the second support member 3. For example, when the shape of the light emitting member 2 is a rectangular parallelepiped, any two opposing faces of the six faces of the rectangular parallelepiped are adjacent to the two support members 1 and 3, respectively. The two opposing faces adjacent to each of the support members 1 and 3 may be arbitrarily selected from six faces of a rectangular parallelepiped, but the luminous efficiency of the resulting light emitting structure is improved, and the structure is In order to be strong and stable, it is preferable that two opposing surfaces having larger areas are adjacent to the first and second support members 1 and 3, respectively.

本発明の発光構造体10において、発光部材2を第1の支持部材1と第2の支持部材3との間に挟み込んだ構造を形成するためには、シリコン接着剤などのような従来公知の接着剤を用いて、互いを固定すればよい。   In the light emitting structure 10 of the present invention, in order to form a structure in which the light emitting member 2 is sandwiched between the first support member 1 and the second support member 3, a conventionally known structure such as a silicon adhesive is used. What is necessary is just to fix each other using an adhesive agent.

また、本発明の発光構造体10を構成している第1の支持部材1および第2の支持部材3の質量は、発光部材2の質量よりも大きいという特徴を有している。このように、本発明にかかる発光構造体10は、応力発光材料含む発光部材2が、それ自身よりも質量の大きな第1および第2の支持部材1・3の間に挟みこまた構造を有することによって、外力を受けた場合に効率よく発光することができる。つまり、本発明の発光構造体10のような構造を有することによって、外部からの機械的エネルギーを受けて発光する応力発光材料に、当該エネルギーを効率よく注入することができる。   Further, the mass of the first support member 1 and the second support member 3 constituting the light emitting structure 10 of the present invention is characterized by being larger than the mass of the light emitting member 2. As described above, the light emitting structure 10 according to the present invention has a structure in which the light emitting member 2 including the stress light emitting material is sandwiched between the first and second support members 1 and 3 having a larger mass than itself. Thus, light can be emitted efficiently when an external force is applied. That is, by having a structure like the light emitting structure 10 of the present invention, the energy can be efficiently injected into a stress light emitting material that emits light by receiving mechanical energy from the outside.

ここで、本発明の発光構造体10を構成する発光部材2に含まれる各種材料について説明する。発光部材2は、上述のように、応力発光材料を含んでいる。ここで、「応力発光材料」とは、応力によって発光する発光材料である。即ち、応力発光材料は、機械的な外力の刺激に応じて材料自体が発光するという性質を有するとともに、その外力の強度に比例して発光強度を変化させるという性質をも有している。この応力発光材料として具体的には、上述の特許文献1〜4に記載の応力発光材料や、特許第3273317号公報、特許第2992631号公報に記載のものを挙げることができる。なお、上記応力発光材料には、例えば、アルミン酸塩、ケイ酸塩などのような無機系のものが一般的に用いられる
Here, various materials included in the light emitting member 2 constituting the light emitting structure 10 of the present invention will be described. As described above, the light emitting member 2 includes a stress light emitting material. Here, the “stress luminescent material” is a luminescent material that emits light by stress. That is, the stress-stimulated luminescent material has a property that the material itself emits light in response to a stimulus of a mechanical external force, and also has a property that the luminescence intensity is changed in proportion to the intensity of the external force. Specific examples of the stress-stimulated luminescent material include the stress-stimulated luminescent materials described in Patent Documents 1 to 4 described above and those described in Japanese Patent No. 3273317 and Japanese Patent No. 2999631. For the stress-stimulated luminescent material, inorganic materials such as aluminate and silicate are generally used.

そして、発光部材2には、上記応力発光材料の他に、プラスチック、ゴム、樹脂などのような高分子有機材料が含まれていることが好ましい。これによって、発光部材が柔軟性や可塑性を有するようになり、その形状を種々に変えて成形することができる。また、発光部材を応力発光材料のみで構成した場合と比較してその比重を小さくすることができる。   The light emitting member 2 preferably contains a polymer organic material such as plastic, rubber, resin, etc. in addition to the above stress light emitting material. Thereby, the light emitting member comes to have flexibility and plasticity, and can be molded by changing its shape in various ways. Moreover, the specific gravity can be made small compared with the case where a light emitting member is comprised only with stress luminescent material.

発光部材2中に応力発光材料と高分子有機材料とが含まれる場合、上記発光部材2は、液体状の上記高分子有機材料中に上記応力発光材料を混合した後、均一に混合された状態で硬化させて形成すればよい。また、上記発光部材2は、成形された状態のプラスチック、ゴム、樹脂などの高分子有機材料、あるいは、比重の小さい紙、木、竹などのような有機素材を基本構造として有し、上記基本構造の表面に応力発光材料と高分子有機材料との混合物からなる膜が形成された積層状態の構造であってもよい。なお、実施例において作製した発光構造体の発光部材は、このような積層構造を有するものである。   When the light emitting member 2 includes a stress light emitting material and a polymer organic material, the light emitting member 2 is mixed uniformly after the stress light emitting material is mixed in the liquid polymer organic material. It may be formed by curing. The light emitting member 2 has a basic structure of a polymer organic material such as molded plastic, rubber, resin, or an organic material such as paper, wood, bamboo, etc. having a low specific gravity. A laminated structure in which a film made of a mixture of a stress light emitting material and a polymer organic material is formed on the surface of the structure may be used. Note that the light-emitting member of the light-emitting structure manufactured in the examples has such a laminated structure.

さらに、本発明にかかる発光構造体10を高温環境下での振動や風力の検知に用いる場合には、耐高温性の素材からなる基本構造と、上記基本構造の表面に無機系の応力発光材料が塗布された積層構造の発光部材2を形成すればよい。また、本発明の発光構造体10が、周波数の高い振動の検知を目的とするものである場合には、上記発光部材2として応力発光材料を含むセラミックス膜を使用することが有効である。   Further, when the light emitting structure 10 according to the present invention is used for vibration or wind detection in a high temperature environment, a basic structure made of a high temperature resistant material and an inorganic stress light emitting material on the surface of the basic structure. What is necessary is just to form the light-emitting member 2 of the laminated structure in which is applied. In addition, when the light emitting structure 10 of the present invention is intended to detect vibrations having a high frequency, it is effective to use a ceramic film containing a stress light emitting material as the light emitting member 2.

次に、第1の支持部材1、および、第2の支持部材3を構成する材料について説明する。本発明においては、上記の各支持部材1・3は、発光部材2よりもその質量が大きいことが必要となる。そこで、上記第1および第2の支持部材1・3は、発光部材2を構成する材料よりも比重の大きな材料で形成されていることが好ましい。このように、第1の支持部材および第2の支持部材を、発光部材を構成する材料よりも比重の大きな材料で形成することで、得られる発光構造体の体積を小さくし、コンパクトにすることができる。   Next, the material which comprises the 1st supporting member 1 and the 2nd supporting member 3 is demonstrated. In the present invention, each of the supporting members 1 and 3 is required to have a mass larger than that of the light emitting member 2. Therefore, the first and second support members 1 and 3 are preferably formed of a material having a specific gravity greater than that of the material constituting the light emitting member 2. Thus, the volume of the resulting light emitting structure is reduced and made compact by forming the first support member and the second support member with a material having a specific gravity greater than that of the material constituting the light emitting member. Can do.

上記第1および第2の支持部材1・3を構成する材料としてより具体的には、金属、ガラス、セラミックスなどを挙げることができる。また、上記金属としては、鉄鋼、ステンレス鋼などが挙げられる。上記各支持部材1・3が、上記のような材料によって構成されることによって、発光構造体を振動センサなどに用いる場合などにも、振動に耐えうるだけの強度を充分に確保することができる。また、発光部材に高分子有機材料を含ませた場合には、上記第1および第2の支持部材を鉄鋼やステンレス鋼などの金属、ガラス、あるいは、セラミックスで構成することで、発光部材と比較して充分にその質量を大きくすることができる。   More specifically, examples of the material constituting the first and second support members 1 and 3 include metals, glasses, and ceramics. Examples of the metal include steel and stainless steel. When each of the support members 1 and 3 is made of the material as described above, sufficient strength to withstand vibration can be ensured even when the light emitting structure is used for a vibration sensor or the like. . In addition, when the organic light emitting material is included in the light emitting member, the first and second support members are made of metal such as steel or stainless steel, glass, or ceramics, so that the light emitting member is compared with the light emitting member. Thus, the mass can be sufficiently increased.

なお、第1の支持部材1と、第2の支持部材3とは、発光部材2よりもそれぞれ質量が大きいものであれば、互いに異なる材料で構成されていてもよい。しかしながら、発光構造体10を振動センサに利用する場合には、より正確な振動の検知を行うために、上記第1および第2の支持部材1・3は、同じ材料で形成されることが好ましい。   Note that the first support member 1 and the second support member 3 may be made of different materials as long as each of the first support member 1 and the second support member 3 has a larger mass than the light emitting member 2. However, when the light emitting structure 10 is used as a vibration sensor, the first and second support members 1 and 3 are preferably formed of the same material in order to detect vibration more accurately. .

そして、本発明の発光構造体においては、第1の支持部材1および第2の支持部材3のうちの少なくとも何れかが、透明な材料で形成されていることが好ましい。これによれば、透明な材料で形成された第1および第2の支持部材1・3そのものが、発光部材2において発せられる光を外部に伝達する光導波路として利用することができる。そのため、発光構造体10を振動センサなどに用いる場合には、その構造を簡便化することができる。   In the light emitting structure of the present invention, it is preferable that at least one of the first support member 1 and the second support member 3 is formed of a transparent material. According to this, the first and second support members 1 and 3 themselves formed of a transparent material can be used as an optical waveguide that transmits light emitted from the light emitting member 2 to the outside. Therefore, when the light emitting structure 10 is used for a vibration sensor or the like, the structure can be simplified.

続いて、発光構造体10を構成する第1の支持部材1、発光部材2、第2の支持部材3
のそれぞれの形状について説明する。上述のように、本発明に発光構造体10においては、発光部材2の質量よりも、第1および第2の支持部材1・3の質量のほうが大きいことが必要となる。それゆえ、上記発光部材2の体積は、上記第1および第2の支持部材の体積と比較して小さいことが好ましい。
Subsequently, the first support member 1, the light emitting member 2, and the second support member 3 constituting the light emitting structure 10.
Each shape will be described. As described above, in the light emitting structure 10 according to the present invention, it is necessary that the mass of the first and second support members 1 and 3 is larger than the mass of the light emitting member 2. Therefore, the volume of the light emitting member 2 is preferably smaller than the volumes of the first and second support members.

そして、発光部材2の体積を、第1および第2の支持部材の体積と比較して小さくするための構造の一例として、図1に示すように、第1の支持部材1、発光部材2、および、第2の支持部材3という順に並べて配置されている配置方向(図1においてAで示す方向)の各部材の長さに関して、上記発光部材2の寸法を、上記第1および第2の支持部材1・3の寸法よりも小さくすればよい。   And as an example of the structure for making the volume of the light emitting member 2 smaller than the volumes of the first and second support members, as shown in FIG. 1, the first support member 1, the light emitting member 2, In addition, regarding the length of each member in the arrangement direction (direction indicated by A in FIG. 1) arranged side by side in the order of the second support member 3, the dimension of the light emitting member 2 is set to the first and second support. What is necessary is just to make it smaller than the dimension of the members 1-3.

なお、図1には、各部材の配置方向(A方向)のみを示すものであり、この発光構造体10において、上記配置方向と直交する方向(すなわち、図1に示す発光構造体の断面に対して垂直な方向(以下、この方向をB方向とする。))の各部材の長さについては言及していない。しかしながら、発光部材2の体積を、第1および第2の支持部材1・3の体積と比較してより小さなものとするために、B方向の各部材の長さについても、上記発光部材2の寸法を、上記第1および第2の支持部材1・3の寸法よりも小さくすることも可能である。   FIG. 1 shows only the arrangement direction (A direction) of each member. In the light emitting structure 10, in the direction orthogonal to the arrangement direction (that is, in the cross section of the light emitting structure shown in FIG. 1). The length of each member in a direction perpendicular to the direction (hereinafter, this direction is referred to as B direction) is not mentioned. However, in order to make the volume of the light emitting member 2 smaller than the volumes of the first and second support members 1 and 3, the length of each member in the B direction is also the same as that of the light emitting member 2. It is also possible to make the dimensions smaller than the dimensions of the first and second support members 1 and 3.

また、図2には、発光部材2の体積を第1および第2の支持部材の体積と比較して小さくするために、上記発光部材2の形状を中空にした場合の例を示す。図2においては、断面の形状のみを示しているが、ここでの発光部材2は、中空の円柱の形状を有している。また、第1および第2の支持部材1・3については、図1に示す場合と同様に、直方体の形状を有している。   FIG. 2 shows an example in which the shape of the light emitting member 2 is made hollow in order to make the volume of the light emitting member 2 smaller than the volumes of the first and second support members. In FIG. 2, only the cross-sectional shape is shown, but the light emitting member 2 here has a hollow cylindrical shape. Moreover, about the 1st and 2nd supporting members 1 * 3, it has a rectangular parallelepiped shape similarly to the case shown in FIG.

図2に示すように、発光部材2の形状を中空にすることによって、その体積が小さくなり、これによって質量をより小さくすることができる。また、上記発光部材2は、円柱形状であるため、第1の支持部材1と第2の支持部材3とで挟み込まれた場合に、外部に露出する表面積を大きくすることができる。これによって、発光面積が大きくなるため、発光効率を向上させることもできる。さらに、上記の構造は、発光構造体10の機械的な強度を保つためにも有利な構造である。なお、発光部材2の形状を中空にする場合には、高分子有機材料に応力発光材料を混合したものを材料として用い、これを目的とする形状を形成するための型に流し込んで硬化させることによって成形すればよい。   As shown in FIG. 2, by making the shape of the light emitting member 2 hollow, the volume is reduced, and thus the mass can be further reduced. Further, since the light emitting member 2 has a cylindrical shape, the surface area exposed to the outside can be increased when sandwiched between the first support member 1 and the second support member 3. As a result, the light emission area is increased, so that the light emission efficiency can be improved. Further, the above structure is an advantageous structure for maintaining the mechanical strength of the light emitting structure 10. In addition, when making the shape of the light emitting member 2 hollow, a material obtained by mixing a stress organic light emitting material with a polymer organic material is used as a material, which is poured into a mold for forming a desired shape and cured. It may be formed by.

そして、発光部材2の表面積をさらに大きくし、その体積を小さくするためには、発光部材2の形状は、細長い棒状または線状であり、かつ、コイル状であることが好ましい。これによって、発光面積が大きくなるとともに、振動し易くなるため、発光効率をより向上させることができる。   In order to further increase the surface area of the light emitting member 2 and reduce its volume, it is preferable that the light emitting member 2 has an elongated rod shape or a linear shape and a coil shape. As a result, the light emission area is increased and vibration is easily caused, so that the light emission efficiency can be further improved.

また、図3には、発光部材2の体積を第1および第2の支持部材の体積と比較して小さくするために、上記発光部材2の厚さを第1および第2の支持部材1・3の厚さよりも小さくした場合の例を示す。ここで言う各部材の厚さとは、図3においてCで示す方向のことを意味する。図3に示すような発光構造体の具体例としては、発光部材がダイアフラム状の構造のものが挙げられる。   Further, in FIG. 3, in order to make the volume of the light emitting member 2 smaller than the volumes of the first and second support members, the thickness of the light emitting member 2 is set to the first and second support members 1. An example in which the thickness is smaller than 3 is shown. The thickness of each member here means the direction indicated by C in FIG. As a specific example of the light emitting structure as shown in FIG. 3, the light emitting member has a diaphragm-like structure.

なお、図3に示す発光構造体10においては、第2の支持部材3のA方向の長さが、第1の支持部材1のA方向の長さよりも大きくなっている。これによって、第2の支持部材3の体積はより大きくなっている。   In the light emitting structure 10 shown in FIG. 3, the length of the second support member 3 in the A direction is longer than the length of the first support member 1 in the A direction. As a result, the volume of the second support member 3 is larger.

さらに、本発明の発光構造体10は、図4に示すように、複数の構造体単位10a・1
0bを並べて配置したものであってもよい。図4に示す発光構造体10は、図3に示すような各部材の厚さの異なる発光構造体を構造体単位10aとし、図1に示すような発光構造体を構造体単位10bとして、これらを並べて配置したものである。なお、図4では、形状の異なる2つの構造体単位を並べて配置したものを挙げているが、これは一例に過ぎず、本発明では、3個以上の構造体単位を並べて配置した発光構造体を構成してもよいし、また、同じ形状の複数の構造体単位を用いて発光構造体を構成してもよい。
Furthermore, the light emitting structure 10 of the present invention includes a plurality of structure units 10a · 1 as shown in FIG.
0b may be arranged side by side. The light-emitting structure 10 shown in FIG. 4 includes a light-emitting structure having a different thickness as shown in FIG. 3 as a structure unit 10a, and a light-emitting structure as shown in FIG. 1 as a structure unit 10b. Are arranged side by side. FIG. 4 shows an example in which two structural units having different shapes are arranged side by side, but this is merely an example, and in the present invention, a light emitting structure in which three or more structural units are arranged side by side. In addition, the light emitting structure may be configured using a plurality of structural body units having the same shape.

上記のような複数個の構造体単位からなる発光構造体は、広い周波数の振動を検知することができるという利点を有している。   The light emitting structure including a plurality of structure units as described above has an advantage that vibrations at a wide frequency can be detected.

また、本発明の発光構造体は、図5に示すように、第1の支持部材と第2の支持部材とが、発光部材2と隣接していない端部において、互いに連結されて連結支持部材4を構成しており、これによって当該発光構造体20が共鳴体を形成しているような構造であってもよい。   Further, as shown in FIG. 5, the light emitting structure of the present invention is such that the first support member and the second support member are connected to each other at the end not adjacent to the light emitting member 2. 4 so that the light emitting structure 20 forms a resonator.

なお、このように第1の支持部材と第2の支持部材とが連結されて得られる発光構造体の形状の例としては、図5(a)に示すような環状、図5(b)に示すような矩形状、あるいは、図5(c)に示すような音叉状などを挙げることができるが、これらに限定されることなく、その用途に応じて適当な形状を選択することができる。なお、図5の各図に示す発光構造体20においては、第1の支持部材の端部と第2の支持部材の端部とが連結されて得られる支持部材を連結支持部材4として示す。   In addition, as an example of the shape of the light emitting structure obtained by connecting the first support member and the second support member in this way, an annular shape as shown in FIG. 5A, FIG. A rectangular shape as shown in FIG. 5 or a tuning fork shape as shown in FIG. 5C can be mentioned, but the shape is not limited to these, and an appropriate shape can be selected according to the application. In the light emitting structure 20 shown in each drawing of FIG. 5, a support member obtained by connecting the end portion of the first support member and the end portion of the second support member is shown as the connection support member 4.

また、本発明にかかる発光構造体は、上述のように上述の各構造を有するものの他に、外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなる発光構造体であって、中空形状の支持部材の外部表面および/または内部表面に応力発光材料が塗布されているものであってもよい。   The light emitting structure according to the present invention is a light emitting structure including a stress light emitting material that changes the light emission intensity in proportion to the intensity of external force, in addition to the light emitting structure having the structures described above. Further, a stress-stimulated luminescent material may be applied to the outer surface and / or the inner surface of the hollow support member.

ここで、上記「中空形状の支持部材」としては、例えば、図5(a)〜図5(c)に示す形状を有しているものであって、発光部材を含まず全て支持部材で構成されているものを挙げることができる。そして、この支持部材に用いる素材については、上述の発光構造体と同じものを使用することができる。また、上記支持部材の外部表面および/または内部表面に塗布される塗料は、応力発光材料のみから構成されるものだけでなく、上述の発光部材に含まれる高分子有機材料などがさらに含まれているものであってもよい。つまり、上記塗料としては、上記発光部材に適用することができるものを同様に用いることができる。   Here, the “hollow support member” has, for example, the shape shown in FIG. 5A to FIG. 5C, and does not include the light emitting member, and is composed entirely of the support member. Can be mentioned. And about the raw material used for this support member, the same thing as the above-mentioned light emitting structure can be used. The coating applied to the outer surface and / or the inner surface of the support member includes not only a stress-stimulated luminescent material but also a polymer organic material contained in the luminescent member. It may be. That is, as the paint, those applicable to the light emitting member can be used in the same manner.

上記のように、支持部材が、内部に空洞を有する中空形状であると、支持部材が共鳴を引き起こす外部からの振動に対して指向性を備えるようになる。したがって、そのような支持部材の内面あるいは外面に応力発光材料を塗布すると、ある一定の方向からの振動に対してのみ発光する指向性を持つ振動センサを構成することができるようになる。   As described above, when the support member has a hollow shape having a cavity inside, the support member has directivity with respect to external vibrations that cause resonance. Therefore, when a stress luminescent material is applied to the inner surface or the outer surface of such a support member, a vibration sensor having directivity that emits light only with respect to vibration from a certain direction can be configured.

以上のように、本発明にかかる発光構造体は、応力発光材料を含む発光部材が、それ自身よりも質量の大きな第1および第2の支持部材の間に挟みこまれていることによって、外力を受けた場合に効率よく発光することができる。つまり、本発明の発光構造体のような構造を有することで、外部からの機械的エネルギーを受けて発光する応力発光材料に、当該エネルギーを効率よく注入することができる。   As described above, in the light emitting structure according to the present invention, the light emitting member including the stress light emitting material is sandwiched between the first and second supporting members having a mass larger than that of the light emitting member. Can emit light efficiently. That is, by having a structure like the light emitting structure of the present invention, the energy can be efficiently injected into a stress light emitting material that emits light upon receiving mechanical energy from the outside.

そのため、本発明の発光構造体は、高感度に振動を検知することのできる振動センサや、気圧または水圧の変動を検知することのできる圧力センサなどの検出部、あるいは、風力を利用して発光するランプおよび表示装置の発光体として利用することができる。   Therefore, the light emitting structure of the present invention emits light using a detection unit such as a vibration sensor that can detect vibration with high sensitivity, a pressure sensor that can detect a change in atmospheric pressure or water pressure, or wind power. It can be used as a lamp and a light emitter of a display device.

(2)本発明の振動センサについて
続いて、本発明にかかる振動センサについて説明する。本発明の振動センサは上述の発光構造体を、振動を検出するための検出部として有しているものである。
(2) Next, the vibration sensor according to the present invention will be described. The vibration sensor of the present invention includes the above-described light emitting structure as a detection unit for detecting vibration.

つまり、本発明の振動センサは、振動の大きさを発光強度として得ることのできる応力発光材料を有する発光構造体を検出部として備えたものであるため、その発光強度を振動の大きさの指標とすることができる。そして、上述のように、本発明にかかる発光構造体は、振動を高感度に捉えることが可能であるため、これを用いて構成された本発明の振動センサも、振動を高感度に検知することができる。   That is, since the vibration sensor of the present invention includes a light emitting structure having a stress light emitting material that can obtain the magnitude of vibration as the light emission intensity as a detection unit, the light emission intensity is used as an index of the vibration magnitude. It can be. As described above, since the light emitting structure according to the present invention can capture vibration with high sensitivity, the vibration sensor according to the present invention configured using this also detects vibration with high sensitivity. be able to.

なお、本発明の振動センサにおいて、振動が発生したときの発光強度は、後述の実施例にも示すように、画像記録装置などで録画することによって遠隔的に検知することができる。そして、このような画像記録装置が、発光の強度を検知できるようなシステムを備えていれば、当該画像記録装置によって発光強度を検知し、これによって、振動や風力などの大きさを検知することができる。なお、画像記録装置において、発光の強度を検知できるようなシステムとして、従来から一般的に使用されているものを利用すればよい。   In the vibration sensor of the present invention, the emission intensity when vibration is generated can be detected remotely by recording with an image recording device or the like, as will be described later in the examples. If such an image recording apparatus has a system capable of detecting the intensity of light emission, the image recording apparatus detects the light emission intensity, thereby detecting the magnitude of vibration, wind power, etc. Can do. In the image recording apparatus, a system that has been conventionally used may be used as a system that can detect the intensity of light emission.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の実施例について以下に説明する。   Examples of the present invention will be described below.

〔実施例1〕
実施例1では、応力発光材料を用いて、風力ランプとして利用可能な発光構造体を作製した。なお、本実施例において作製された発光構造体は、断面が円形の発光部材の両端に第1および第2の支持部材が取り付けられた、図2に示すような断面の形状(但し、発光部材は中空ではない)を有するものである。
[Example 1]
In Example 1, a light emitting structure that can be used as a wind lamp was manufactured using a stress light emitting material. The light-emitting structure manufactured in this example has a cross-sectional shape as shown in FIG. 2 in which first and second support members are attached to both ends of a light-emitting member having a circular cross section (however, the light-emitting member Is not hollow).

本実施例では、応力発光材料として粉体状のSr0.9Al:Eu0.05%を使用した。この応力発光材料の製造は、上述の特許文献1に記載の方法にしたがって行った。 In this example, powdered Sr 0.9 Al 2 O 4 : Eu 0.05% was used as the stress-stimulated luminescent material. The stress-stimulated luminescent material was manufactured according to the method described in Patent Document 1 described above.

次に、得られた応力発光材料の粉末を透明な樹脂(エポキシ二液型、Struers製)と均
一に混合した後、この混合物を断面の直径が3mmのプラスチックファイバーの表面に塗布し、室温で乾燥させて樹脂を硬化させた。これによって、プラスチックファイバーに応力発光材料と樹脂との混合物が積層された発光部材が得られた。
Next, the obtained stress luminescent material powder was uniformly mixed with a transparent resin (epoxy two-component type, manufactured by Struers), and this mixture was applied to the surface of a plastic fiber having a cross-sectional diameter of 3 mm. The resin was cured by drying. Thus, a light emitting member in which a mixture of a stress light emitting material and a resin was laminated on a plastic fiber was obtained.

続いて、ファイバー状の発光部材の両端に、第1および第2の支持部材としてステンレス棒を取り付け、発光構造体を作製した。   Subsequently, stainless steel rods were attached to both ends of the fiber-like light-emitting member as first and second support members to produce a light-emitting structure.

この発光構造体を空中に吊るし、当該発光構造体に対して風を送った。その結果、上記発光構造体は揺れるとともに、構造体中に含まれる応力発光材料によって明るく発光し、その発光を画像記録装置で録画することができた。この結果から、上記発光構造体は、風力を利用したランプとして利用することができることが示された。また、このように風によって発光する発光構造体を団扇の骨に利用することで、曲げひずみで光る団扇を作ることもできる。   This light emitting structure was suspended in the air, and wind was sent to the light emitting structure. As a result, the light emitting structure was shaken and brightly emitted by the stress light emitting material contained in the structure, and the emitted light could be recorded by the image recording apparatus. From this result, it was shown that the light-emitting structure can be used as a lamp using wind power. In addition, by using the light emitting structure that emits light by the wind as the bone of the fan, it is possible to make a fan that glows with bending strain.

〔実施例2〕
実施例2では、応力発光材料を用いて、振動センサとして利用可能な発光構造体を作製した。なお、本実施例において作製された発光構造体は、断面が円形の発光部材の両端に第1および第2の支持部材が取り付けられた、図2に示すような断面の形状(但し、発光部材は中空ではない)を有するものである。
[Example 2]
In Example 2, a light emitting structure that can be used as a vibration sensor was manufactured using a stress light emitting material. The light-emitting structure manufactured in this example has a cross-sectional shape as shown in FIG. 2 in which first and second support members are attached to both ends of a light-emitting member having a circular cross section (however, the light-emitting member Is not hollow).

本実施例では、応力発光材料として粉体状のSr0.9Al:Eu0.05%を使用した。この応力発光材料の製造は、上述の特許文献1に記載の方法にしたがって行った。 In this example, powdered Sr 0.9 Al 2 O 4 : Eu 0.05% was used as the stress-stimulated luminescent material. The stress-stimulated luminescent material was manufactured according to the method described in Patent Document 1 described above.

次に、得られた応力発光材料の粉末を透明な樹脂(アクリル二液型)と均一に混合した後、この混合物を断面の直径が3mmのプラスチックファイバーの表面に塗布し、室温で乾燥させて樹脂を硬化させた。これによって、プラスチックファイバーに応力発光材料と樹脂との混合物が積層された発光部材が得られた。   Next, after the powder of the stress-stimulated luminescent material obtained was uniformly mixed with a transparent resin (acrylic two-component type), this mixture was applied to the surface of a plastic fiber having a cross-sectional diameter of 3 mm and dried at room temperature. The resin was cured. Thus, a light emitting member in which a mixture of a stress light emitting material and a resin was laminated on a plastic fiber was obtained.

続いて、ファイバー状の発光部材の両端に、第1および第2の支持部材としてマグネット付きのステンレス板を取り付け、発光構造体を作製した。   Subsequently, stainless steel plates with magnets were attached to both ends of the fiber-like light emitting member as first and second support members to produce a light emitting structure.

続いて、この発光構造体を振動する機械にマグネットを介して貼り付け、振動によって発光するか否かの調査を実施した。その結果、上記のような構造を有する発光構造体では、第1および第2の支持部材の間に挟まれた発光部材において振動が大きくなり、当該発光構造体はわずかな振動でも明るく発光することが確認された。そして、その発光を画像記録装置で遠隔的に記録することができた。なお、画像記録装置が、発光の強度を検知できるようなシステムを備えていれば、当該画像記録装置によって発光強度を検知し、これによって、振動の大きさを検知することも可能であると考えられる。   Subsequently, this light emitting structure was attached to a vibrating machine via a magnet, and an investigation was made as to whether or not light was emitted by vibration. As a result, in the light emitting structure having the above-described structure, vibration is increased in the light emitting member sandwiched between the first and second support members, and the light emitting structure emits light even with slight vibration. Was confirmed. The emitted light could be recorded remotely by the image recording apparatus. If the image recording apparatus has a system that can detect the intensity of light emission, the image recording apparatus can detect the intensity of light emission and thereby detect the magnitude of vibration. It is done.

この結果から、上記発光構造体は、振動を高感度に検知することのできる振動センサとして利用することができることが示された。   From this result, it was shown that the light emitting structure can be used as a vibration sensor capable of detecting vibration with high sensitivity.

なお、本実施例では、図1〜5に示すような各構造の発光構造体のそれぞれについて、同様に調査を行い、振動によって高い発光が得られることを確認した。   In this example, each of the light emitting structures having the structures as shown in FIGS. 1 to 5 was similarly investigated, and it was confirmed that high light emission was obtained by vibration.

本発明の発光構造体は、ひずみエネルギーなどの機械的エネルギーを外部から受けた場合に、当該発光構造体に含まれる応力発光材料に効率よくエネルギーを注入することができる構造を有している。そのため、上記発光構造体は、地震や地質検査における振動を検知する振動センサ、機械の振動や建物の振動を遠隔検知するための振動センサ、風力を利用して発光するランプや表示装置、さらに、気圧や水圧の変動を検知するための圧力センサなどに幅広く利用することができる。   The light emitting structure of the present invention has a structure capable of efficiently injecting energy into a stress light emitting material included in the light emitting structure when mechanical energy such as strain energy is received from the outside. Therefore, the light emitting structure includes a vibration sensor for detecting vibrations in earthquakes and geological inspections, a vibration sensor for remotely detecting machine vibrations and building vibrations, lamps and display devices that emit light using wind power, It can be widely used for pressure sensors for detecting fluctuations in atmospheric pressure and water pressure.

本発明にかかる発光構造体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the light emitting structure concerning this invention. 本発明にかかる発光構造体の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the light-emitting structure concerning this invention. 本発明にかかる発光構造体のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of the light-emitting structure concerning this invention. 本発明にかかる発光構造体のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of the light-emitting structure concerning this invention. (a)〜(c)は、本発明にかかる発光構造体のさらに他の例を示す断面図である。この図においては、第1の支持部材と第2の支持部材とが連結されて連結支持部材を構成している。(A)-(c) is sectional drawing which shows the further another example of the light-emitting structure concerning this invention. In this figure, a first support member and a second support member are connected to form a connection support member.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の支持部材
2 発光部材
3 第2の支持部材
4 連結支持部材
10 発光構造体
20 発光構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st support member 2 Light emitting member 3 2nd support member 4 Connection support member 10 Light emitting structure 20 Light emitting structure

Claims (14)

外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなり、振動センサにおける振動を検出するための検出部として使用される発光構造体であって、
上記応力発光材料を含む発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備え、
上記発光部材は、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれており、
上記第1の支持部材および第2の支持部材は、上記発光部材を構成する材料よりも比重の大きな材料で形成されていることを特徴とする発光構造体。
Ri Na contains stress luminescent material that changes the light emission intensity in proportion to the intensity of the external force, a light-emitting structure used as a detector for detecting the vibration in the vibration sensor,
A light emitting member including the stress-stimulated luminescent material, and a first support member and a second support member having a mass larger than that of the light emitting member,
The light emitting member is sandwiched between the first support member and the second support member ,
The light emitting structure according to claim 1, wherein the first support member and the second support member are made of a material having a specific gravity greater than that of the material constituting the light emitting member .
外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなり、振動センサにおける振動を検出するための検出部として使用される発光構造体であって、
上記応力発光材料を含む発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備え、
上記発光部材は、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれており、
上記発光部材は、中空の形状であることを特徴とする発光構造体。
A light-emitting structure comprising a stress-stimulated luminescent material that changes the luminescence intensity in proportion to the intensity of an external force, and used as a detection unit for detecting vibration in a vibration sensor,
A light emitting member including the stress-stimulated luminescent material, and a first support member and a second support member having a mass larger than that of the light emitting member,
The light emitting member is sandwiched between the first support member and the second support member,
The light- emitting structure is characterized in that the light- emitting member has a hollow shape .
外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなり、振動センサにおける振動を検出するための検出部として使用される発光構造体であって、
上記応力発光材料を含む発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備え、
上記発光部材は、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれており、
上記第1の支持部材と上記第2の支持部材は、上記発光部材と隣接していない端部において、互いに連結されて連結支持部材を構成しており、これによって当該発光構造体が共鳴体を形成していることを特徴とする発光構造体。
A light-emitting structure comprising a stress-stimulated luminescent material that changes the luminescence intensity in proportion to the intensity of an external force, and used as a detection unit for detecting vibration in a vibration sensor,
A light emitting member including the stress-stimulated luminescent material, and a first support member and a second support member having a mass larger than that of the light emitting member,
The light emitting member is sandwiched between the first support member and the second support member,
The first support member and the second support member are connected to each other at an end portion that is not adjacent to the light emitting member to form a connection support member, whereby the light emitting structure serves as a resonator. A light emitting structure which is formed .
外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなり、振動センサにおける振動を検出するための検出部として使用される発光構造体であって、
上記応力発光材料を含む発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備え、
上記発光部材は、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれており、
上記発光部材には、高分子有機材料がさらに含まれていることを特徴とする発光構造体。
A light-emitting structure comprising a stress-stimulated luminescent material that changes the luminescence intensity in proportion to the intensity of an external force, and used as a detection unit for detecting vibration in a vibration sensor,
A light emitting member including the stress-stimulated luminescent material, and a first support member and a second support member having a mass larger than that of the light emitting member,
The light emitting member is sandwiched between the first support member and the second support member,
The light emitting structure further includes a polymer organic material in the light emitting member.
外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなり、振動センサにおける振動を検出するための検出部として使用される発光構造体であって、
上記応力発光材料を含む発光部材と、当該発光部材よりも質量の大きな第1の支持部材および第2の支持部材とを備え、
上記発光部材は、上記第1の支持部材と第2の支持部材との間に挟みこまれており、
上記発光部材の形状は、棒状または線状であり、かつ、コイル状になっていることを特徴とする請求項1に記載の発光構造体。
A light-emitting structure comprising a stress-stimulated luminescent material that changes the luminescence intensity in proportion to the intensity of an external force, and used as a detection unit for detecting vibration in a vibration sensor,
A light emitting member including the stress-stimulated luminescent material, a first support member and a second support member having a mass larger than that of the light emitting member,
The light emitting member is sandwiched between the first support member and the second support member,
The light emitting structure according to claim 1, wherein the light emitting member has a rod shape or a linear shape, and a coil shape .
上記発光部材は、中空の形状であることを特徴とする請求項1,3,4または5に記載の発光構造体。 The light emitting structure according to claim 1, wherein the light emitting member has a hollow shape . 上記発光部材は、上記第1および第2の支持部材と比較して体積が小さいことを特徴とする請求項1,2,4,5または6に記載の発光構造体。 The light emitting structure according to claim 1, 2, 4, 5, or 6 , wherein the light emitting member has a smaller volume than the first and second support members . 上記第1の支持部材と上記第2の支持部材は、上記発光部材と隣接していない端部において、互いに連結されて連結支持部材を構成しており、これによって当該発光構造体が共鳴体を形成していることを特徴とする請求項1,2,4,5,6または7に記載の発光構造体。 The first support member and the second support member are connected to each other at an end portion that is not adjacent to the light emitting member to form a connection support member, whereby the light emitting structure serves as a resonator. The light emitting structure according to claim 1, wherein the light emitting structure is formed. 上記発光部材には、高分子有機材料がさらに含まれていることを特徴とする請求項1,2,3,5,6,7,または8に記載の発光構造体。 The light emitting structure according to claim 1, 2, 3, 5, 6, 7, or 8 , wherein the light emitting member further contains a polymer organic material . 上記第1の支持部材および第2の支持部材は、金属、ガラス、セラミックスの何れかで形成されていることを特徴とする請求項1ないし9の何れか1項に記載の発光構造体。The light emitting structure according to any one of claims 1 to 9, wherein the first support member and the second support member are formed of any one of metal, glass, and ceramics. 上記第1の支持部材および上記第2の支持部材のうちの少なくとも何れかは、透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項1ないし10の何れか1項に記載の発光構造体。The light emitting structure according to any one of claims 1 to 10, wherein at least one of the first support member and the second support member is formed of a transparent material. . 上記発光部材の形状は、棒状または線状であり、かつ、コイル状になっていることを特徴とする請求項1,2,3,4,6,7,8,9,10,または11に記載の発光構造体。The shape of the light emitting member is a rod shape or a line shape, and is a coil shape. The light emitting structure as described. 外力の強度に比例して発光強度を変化させる応力発光材料を含んでなり、振動センサにおける振動を検出するための検出部として使用されるる発光構造体であって、A light emitting structure comprising a stress light emitting material that changes the light emission intensity in proportion to the intensity of an external force, and used as a detection unit for detecting vibration in a vibration sensor,
中空形状の支持部材の外部表面および/または内部表面に応力発光材料が塗布されていることを特徴とする発光構造体。A light-emitting structure characterized in that a stress-stimulated luminescent material is applied to an outer surface and / or an inner surface of a hollow support member.
請求項1ないし13の何れか1項に記載の発光構造体を、振動を検出するための検出部として有する振動センサ。A vibration sensor comprising the light emitting structure according to any one of claims 1 to 13 as a detection unit for detecting vibration.
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