JP5719638B2 - Light source decorative body and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、光源装飾体および照明装置に関する。 The present invention relates to a light source decorative body and a lighting device.
従来より、たとえば、特許文献1、2に開示されるように、ローソクの炎の形状を模した透光性カバーの内側に、LED(Light Emitting Diode)を配置することにより、LEDから出射した光にローソクの炎を疑似的に演出させる装飾的効果を付与することができる照明装置が知られている。
Conventionally, for example, as disclosed in
しかしながら、上記いずれの特許文献に開示される照明装置も、ローソクの炎のイメージを再現するには不十分なものである。 However, the illumination devices disclosed in any of the above patent documents are insufficient to reproduce the image of the candle flame.
そこで、本発明では、光源から照射された光を、ローソクの炎により近く演出し装飾的効果を付与して出射することができる光源装飾体および照明装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light source decoration body and an illumination device that can produce light that is emitted from a light source closer to a candle flame and give a decorative effect.
上記目的を達成するため、本発明は、光源から出射された光に装飾的効果を与えて出射することができる光源装飾体において、光が入射することができる光入射部と、光入射部から入射した光を出射させることができる光出射部とを有する導光体を備え、光出射部は、ローソクの炎の形状を呈し、光入射部は、光出射部のローソクの炎の形状の根元側に位置し、光出射部は、光入射部から入射した光を散乱させる光散乱手段を有し、導光体における光出射部と光入射部との間には、光源からの光を拡散することができる円筒状の光拡散部が設けられ、光拡散部の円筒の直径と前後方向の長さとの比は、2:1以上1:2以下であることとする。
また、導光体と、導光体から出射される光の観察が行われる観察位置との間には、プリズムシートが配置されることが好ましく、さらに、プリズムシートは、浮上手段により空中に浮上されていることがより好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a light source decorative body capable of giving a decorative effect to light emitted from a light source, and a light incident portion from which light can enter, and a light incident portion. A light guide having a light emitting part capable of emitting incident light, wherein the light emitting part has a candle flame shape, and the light incident part is a root of the candle flame shape of the light emitting part. located on the side, the light emitting unit may have a light scattering means for scattering light incident from the light incident part, between the light emitting portion and the light incident part in the light guide member, the diffusion light from the light source It is assumed that a cylindrical light diffusion portion that can be provided is provided, and the ratio of the diameter of the light diffusion portion to the length in the front-rear direction is 2: 1 or more and 1: 2 or less .
In addition, a prism sheet is preferably disposed between the light guide and the observation position where the light emitted from the light guide is observed. Further, the prism sheet is levitated in the air by the levitation means. More preferably.
また、本発明の光源装飾体において、導光体における光出射部は、光の出射率が低い光低出射部と、光低出射部に比べて光の出射率が高い光高出射部とを有し、光高出射部は、光低出射部よりもローソクの炎の形状の先端側に配置されていることが好ましい。 In the light source decorative body of the present invention, the light emitting part of the light guide includes a low light emitting part with a low light emitting rate and a high light emitting part with a high light emitting rate compared to the low light emitting part. It is preferable that the high light emission part is disposed on the front end side of the candle flame shape than the low light emission part.
また、本発明の光源装飾体において、導光体における光散乱手段は、光出射部の表面に形成されるシボ面により構成されることとすることが好ましい。 In the light source decorative body of the present invention, it is preferable that the light scattering means in the light guide is constituted by a textured surface formed on the surface of the light emitting portion.
また、本発明の光源装飾体において、導光体における光散乱手段は、光出射部に含有される光散乱粒子であることが好ましい。 In the light source decorative body of the present invention, the light scattering means in the light guide is preferably light scattering particles contained in the light emitting portion.
また、本発明の光源装飾体において、導光体における光散乱手段は、光出射部の表面に設けられる光拡散シートにより構成されていることが好ましい。 Moreover, in the light source decorative body of the present invention, it is preferable that the light scattering means in the light guide is constituted by a light diffusion sheet provided on the surface of the light emitting portion.
また、本発明の光源装飾体において、導光体における光出射部と光入射部との間には、光源からの光を拡散することができる光拡散部が設けられていることが好ましい。 In the light source decorative body of the present invention, it is preferable that a light diffusing portion capable of diffusing light from the light source is provided between the light emitting portion and the light incident portion of the light guide.
また、本発明の光源装飾体において、導光体における光低出射部と光高出射部とは、異なる部材で形成され、光低出射部と光高出射部との接合面は、ローソクの炎の形状の根元側から先端側に向けて湾曲する曲面であることが好ましい。 In the light source decorative body of the present invention, the light low emission part and the light high emission part in the light guide are formed of different members, and the joint surface between the light low emission part and the light high emission part is a candle flame. The curved surface is preferably curved from the base side to the tip side.
また、本発明の光源装飾体において、導光体と、導光体から出射される光の観察が行われる観察位置との間には、プリズムシートが配置されることが好ましい。 In the light source decorative body of the present invention, it is preferable that a prism sheet is disposed between the light guide and the observation position where the light emitted from the light guide is observed.
上記目的を達成するため、本発明は、照明装置において、上述に記載した光源装飾体と、導光体における光入射部に光を入射させる光源とを有することとする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a lighting device having the light source decoration described above and a light source that causes light to enter a light incident portion of the light guide.
また、本発明の照明装置において、光源は複数備えられ、少なくとも2の光源が、互いに異なるタイミングで光の出射量が経時的に増減することが好ましい。 In the illumination device of the present invention, it is preferable that a plurality of light sources are provided, and that at least two light sources increase or decrease the light emission amount with time at different timings.
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態に係る光源装飾体1および照明装置2の構成について、図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the configurations of the
(照明装置2の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る照明装置2を示すものであり、光軸Xを含む面における断面の概略の構成を示す図である。説明の便宜上、図1に矢印Fで示す方向を前方(前側)とし、その反対方向である矢印Bで示す方向を後方(後側)とし、また、光軸Xと直交する方向を側方として、以下の説明を行うこととする。
(Overall configuration of lighting device 2)
FIG. 1 shows an
照明装置2は、光源装飾体1と、光源としてLED3と、LED3が実装されるLED基板4と、LED3を点滅駆動させる回路基板5と、LED基板4および回路基板5を保持する基体6等とを有している。
The
LED基板4には、複数のLED3が実装されている。回路基板5は、図示外の電源部から供給される電力により、LED3の点滅を制御することができる。回路基板5は、複数のLED3が同一のタイミングで点滅しないように、少なくとも2つの組に分け、各組のLED3を、時間分割で順次点滅することができるように構成されている。たとえば、LED3を3個備え、図2に示すタイミングで、各LED3を順次に点滅することができる。LED3を点滅させる制御は、周知の種々の手段を用いることができるが、たとえば、回路基板5に、タイマーICを使用してLEDの点滅回路を構成することで、LED3の点滅制御を行うことができる。なお、LED3の数は3個に限らず2個あるいは4個以上とすることができる。また、点滅の組み分けの数も2組あるいは3組に限らず4組以上とすることもでき、各組のLED3の数を違えるようにしてもよい。
A plurality of LEDs 3 are mounted on the
光源装飾体1は、導光体7とプリズムシート8とを有している。LED3から出射した光は、導光体7の光入射部9から導光体7内に入射し、導光体7の光出射部10から出射する。光出射部10から出射した光は、プリズムシート8を透過し、光源装飾体1の外部に出射する。なお、図1に示す導光体7は、導光体7の断面(光軸Xを含む面における断面)が示されているものであるが、導光体7の説明の便宜上、ハッチングを省略している。
The
導光体7の光出射部10は、ローソクの炎の形状を模した形状を呈している。したがって、光入射部9から光が入射した光が光出射部10から出射すると、光出射部10は、全体としてローソクの炎の形状に光って見える。このローソクの炎の形状に光る光出射部10をプリズムシート8を介して観察することで、LED3から出射した光を、さらにローソクの炎に近い形状に装飾された状態で観察することができる。
The
基体6は、台座部11と、台座部11の前面に取り付けられる基板収容体12とを有している。基板収容体12には、回路基板5が収容される。基板収容体12は、前端が天板部13により閉塞される略円筒形を呈している。基板収容体12には、天板部13の後方に空間14が形成され、この空間14内に、基板収容体12と一体に形成される基板取付部15が設けられている。回路基板5は、この基板取付部15に取り付けられている。
The
天板部13の前面には、LED基板4が収容される基板収容体16が取り付けられている。基板収容体16は、後端が底板部17により閉塞され、前端が開口される略円筒形を呈している。底板部17には、LED基板4が取り付けられている。基板収容体16は、基板収容体12の天板部13にねじ結合することができるビス18により、基板収容体12に対して取り付けられている。ビス18は、光軸Xの周囲に等間隔で3箇所に配置されている。図1において、ビス18は、2本のみ図示され、1本は図示外の位置に配置されている。
A
基板収容体16の前端の開口部には、導光体7を保持する保持環19が取り付けられている。保持環19は、孔部20が形成された環形状を呈している。保持環19は、基板収容体16の前端の内周に嵌合され、基板収容体16に対して取り付けられている。導光体7は、基板収容体16に取り付けられた保持環19の孔部20に通され、保持環19により側方(光軸Xと直交する方向)に対して位置決めが行われている。
A holding
また、導光体7は、後端部がLED基板4に対して位置決めされている。導光体7の後端面には、後方に突出する突起部21が形成されている。突起部21は、光軸Xの周囲に等間隔で3箇所に形成され、突起部21がLED基板4に対して当接させることで、導光体7がLED基板4に対して位置決めされる。図1において、突起部21は、2本のみ図示され、1本は図示外の位置に配置されている。突起部21の前後方向の長さは、LED3の前後方向の厚さよりも長く形成されている。したがって、突起部21をLED基板4に当接させ、導光体7をLED基板4に位置決めした状態で、LED3と導光体7とは干渉することなく、LED3の前方に導光体7の後端面である光入射部9を配置することができる。
Further, the rear end portion of the
導光体7の周囲には、光軸Xを中心とする円筒状に、プリズムシート8が配置されている。プリズムシート8は、導光体7の側方の周囲を全周に亘って囲むように配置されている。プリズムシート8は、取付具22により基板収容体16に対して取り付けられている。取付具22は、プリズムシート8を保持するプリズムシート保持筒23と、このプリズムシート保持筒23を基板収容体16に取り付ける取付部24とを有する。プリズムシート保持筒23は、たとえば、PMMA(アクリル Polymethyl methacrylate)等の透明な樹脂材により形成され、円筒形を呈している。プリズムシート保持筒23は、側面が水平方向に沿う方向に配置された場合であっても、自重で変形してしまうことのない剛性を有している。取付部24は、円筒部25と、導光体7が通される孔部26が形成される環体部27とを有している。
A prism sheet 8 is arranged around the
プリズムシート保持筒23は、円筒部25の前端部に取り付けられている。円筒部25の内周側に基板収容体16を嵌め込むことで、取付具22を基板収容体16に対して取り付けることができる。円筒部25が基板収容体16に嵌められたときに、取付部24が、基板収容体16に対して側方にがたつかないように、円筒部25の内周の直径および基板収容体16の外周の直径は設定されている。プリズムシート保持筒23の内周面に添ってプリズムシート8を配置することで、プリズムシートを導光体7の周囲に円筒状に配置することができる。
The prism
プリズムシート8は、撓みに対して復元性を有するように形成されている。かかるプリズムシート8を復元力に抗して、プリズムシート保持筒23の内周の直径よりも小さな直径の円筒にカールさせた状態で、プリズムシート保持筒23内に挿入する。そして、プリズムシート保持筒23内に挿入されたプリズムシート8から、プリズムシート8をカールさせている力を解くと、プリズムシート8は、カールが開く方向に復元し、プリズムシート保持筒23の内周面に添って配置される。つまり、プリズムシート8は、円筒形に整形される。
The prism sheet 8 is formed so as to have resilience against bending. The prism sheet 8 is inserted into the prism
プリズムシート8を円筒形に整形した状態で、円筒の側面を水平方向に沿う方向に配置した場合に、プリズムシート8の剛性が低いと、プリズムシート8が自重で変形してしまい易い。しかしながら、上述のように、プリズムシート保持筒23によりプリズムシート8を整形することで、プリズムシート8の剛性が低くても、プリズムシート8の配置の向きに拘わらず、プリズムシート8を円筒形状に保持することができる。
In a state where the prism sheet 8 is shaped into a cylindrical shape, when the side surface of the cylinder is arranged in a direction along the horizontal direction, if the rigidity of the prism sheet 8 is low, the prism sheet 8 is likely to be deformed by its own weight. However, as described above, the prism sheet 8 is shaped by the prism
上述のように構成される照明装置2においては、LED3から出射した光が導光体7の後端に設けられる光入射部9から導光体7内に入射し、導光体7の光出射部10からプリズムシート8側に出射する。光出射部10からプリズムシート8側に出射した光は、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を透過して光源装飾体1の外側に出射する。
In the
なお、プリズムシート8を円筒形に整形した状態で、円筒の側面を水平方向に沿う方向に配置しても、自重で変形してしまうことがない場合には、プリズムシート保持筒23を用いることなく、円筒形に整形したプリズムシート8を、取付具22に直接取り付ける構成としてもよい。
In addition, when the prism sheet 8 is shaped into a cylindrical shape and the side surface of the cylinder is arranged in the horizontal direction, the prism
(導光体7の構成)
導光体7は、光軸Xに直交する断面における形状が円形を呈し、光拡散部として構成される円柱部28と、LED3から出射し導光体7内に入射した光が出射する光出射部10とを有している。光出射部10は、円柱部28の前側に備えられ、ローソクの炎の形状を模した形状を呈し、炎の先端部に当たる頂点部29を前方に向けて配置されている。
(Configuration of light guide 7)
The
円柱部28の後端面は、光入射部9として構成され、LED3から出射した光は、光入射部9から導光体7内に入射することができる。光出射部10は、後方から前方に向かって直径が徐々に太くなり、光低出射部として構成される増径部30と、逆に、後方から前方に向かって直径が徐々に細くなり、光高出射部として構成される減径部31とを有している。減径部31は、増径部30よりも前方に配置され、頂点部29は、減径部31の先端に配置されている。円柱部28の直径L1は、増径部30の直径が一番細くなる後端部の直径L2と同一の直径に構成され、円柱部28と増径部30とは段差を生じることなく連続している。また、円柱部28の直径L1と、円柱部28の前後方向の長さH1とは、2:1以上〜1:2以下の範囲とすることが好ましい。本実施の形態では、概ね1:1に設定されている。
The rear end surface of the
導光体7は、たとえば、PE(ポリエチレン Polyethylene)樹脂等の透明な樹脂により、一部材として中実な構造に形成されている。なお、導光体7は、PE樹脂の他に、PP(ポリプロピレン Polypropylene)、PC(ポリカーボネート Polycarbonate)、PMMA(アクリル Polymethyl
methacrylate)等の樹脂を用いて形成することもできる
The
(methacrylate) and the like can also be used.
導光体7を形成する透明樹脂には、光散乱手段として、光を多重散乱させることができる球形の光散乱粒子が、体積的に一様に多数含有されている。すなわち、導光体7は、散乱能が与えられた導光体として構成されている。したがって、導光体7の内部に光が入射すると、その光は光散乱粒子によって散乱する。つまり、図1に例示的に示す光線R1、R2のように、1本の光線が、光散乱粒子により様々な方向に散乱させられる。光散乱粒子は、たとえば、以下に説明するシリコーン粒子により形成することができる。
The transparent resin forming the
ここで、光散乱粒子(シリコーン粒子)の理論的な基礎を与えるMie散乱理論について説明する。Mie散乱理論は、一様な屈折率を有する媒体(マトリックス)中に該媒体と異なる屈折率を有する球形粒子(光散乱粒子)が存在するケースについてマックスウェルの電磁方程式の解を求めたものである。光散乱粒子に相当する光散乱粒子によって散乱した散乱光の角度に依存した強度分布I(Α、Θ)は下記(1)式で表される。Αは、光散乱粒子の光学的大きさを示すサイズパラメータであり、マトリックス中での光の波長λで規格化された球形粒子(光散乱粒子)の半径rに相当する量である。角度Θは散乱角で、入射光の進行方向と同一方向をΘ=180°にとる。 Here, the Mie scattering theory that gives the theoretical basis of the light scattering particles (silicone particles) will be described. Mie scattering theory is the solution of Maxwell's electromagnetic equation for the case where spherical particles (light scattering particles) having a refractive index different from that of the medium exist in a medium (matrix) having a uniform refractive index. is there. The intensity distribution I (Α, Θ) depending on the angle of the scattered light scattered by the light scattering particles corresponding to the light scattering particles is expressed by the following equation (1). Α is a size parameter indicating the optical size of the light scattering particle, and is an amount corresponding to the radius r of the spherical particle (light scattering particle) normalized by the wavelength λ of light in the matrix. The angle Θ is a scattering angle, and the same direction as the traveling direction of incident light is Θ = 180 °.
また、(1)式中のi1、i2は(4)式で表される。そして、(2)〜(4)式中の下添字ν付のaおよびbは(5)式で表される。上添字1および下添字νを付したP(cosΘ)は、Legendreの多項式、下添字ν付のa、bは1次、2次のRecatti−Bessel関数Ψ*、ζ*(ただし、「*」は下添字νを意味する。)とその導関数とからなる。mはマトリックスを基準にした光散乱粒子の相対屈折率で、m=nscatter/nmatrixである。
Further, i 1 and i 2 in the formula (1) are represented by the formula (4). And a and b with subscript ν in the expressions (2) to (4) are expressed by the expression (5). P (cos Θ) with
図10は、上記(1)〜(5)式に基づいて、単一真球粒子による強度分布I(Α、Θ)を示すグラフである。この図10では、原点Gの位置に光散乱粒子としての真球粒子があり、図10における下方から入射光が入射した場合の散乱光強度の角度分布I(Α、Θ)を示している。そして、原点Gから各曲線までの距離が、それぞれの散乱角方向の散乱光強度である。ひとつの曲線はΑが1.7であるときの散乱光強度、別の曲線はΑが11.5であるときの散乱光強度、さらに別の曲線はΑが69.2であるときの散乱光強度である。なお、図10においては、散乱光強度を対数目盛で示している。このため、図10では僅かな強度差として見える部分が、実際には非常に大きな差となる。 FIG. 10 is a graph showing the intensity distribution I (Α, Θ) by a single true spherical particle based on the above equations (1) to (5). In FIG. 10, there is a spherical particle as a light scattering particle at the position of the origin G, and the angular distribution I (Α, Θ) of the scattered light intensity when incident light is incident from below in FIG. The distance from the origin G to each curve is the scattered light intensity in each scattering angle direction. One curve is scattered light intensity when Α is 1.7, another curve is scattered light intensity when と き is 11.5, and another curve is scattered light when Α is 69.2. It is strength. In FIG. 10, the scattered light intensity is shown on a logarithmic scale. For this reason, the portion that appears as a slight intensity difference in FIG. 10 is actually a very large difference.
この図10に示すように、サイズパラメータΑが大きくなればなるほど(ある波長λで考えた場合は真球粒子の粒径が大きくなればなるほど)、図10における上方(照射方向の前方)に対して指向性が高く光が散乱されていることがわかる。また、実際のところ、散乱光強度の角度分布I(Α、Θ)は、入射光波長λを固定すれば、散乱子の半径rと、媒体および光散乱粒子の相対屈折率mとをパラメータとして制御することができる。 As shown in FIG. 10, the larger the size parameter ((the larger the particle size of the true spherical particle when considered at a certain wavelength λ), the upper (in front of the irradiation direction) in FIG. It can be seen that light is scattered with high directivity. Actually, the angle distribution I (Α, Θ) of the scattered light intensity is determined by setting the radius r of the scatterer and the relative refractive index m of the medium and the light scattering particles as parameters if the incident light wavelength λ is fixed. Can be controlled.
このような、単一真球粒子がN個含まれる導光体7に光が入射すると、光は真球粒子により散乱される。散乱光は光散乱導光部材中を進み、他の真球粒子により再度散乱される。ある程度以上の体積濃度で粒子を添加した場合には、このような散乱が逐次的に複数回行われた後、光が光散乱導光部材から出射する。このような散乱光がさらに散乱されるような現象を多重散乱現象と呼ぶ。このような多重散乱においては、透明ポリマーでの光線追跡法による解析は容易ではない。しかし、モンテカルロ法により光の挙動を追跡し、その特性を解析することはできる。それによると、入射光が無偏光の場合、散乱角の累積分布関数F(Θ)は下記の(6)式で表される。
When light enters such a
ここで(6)式中のI(Θ)は、(1)式で表されるサイズパラメータΑの真球粒子の散乱強度である。強度Ioの光が導光体7に入射し、距離yを透過した後、光の強度が散乱によりIに減衰したとすると、これらの関係は下記の(7)式で表される。
Here, I (Θ) in the equation (6) is the scattering intensity of the true spherical particle having the size parameter 表 represented by the equation (1). If light of intensity Io enters the
この(7)式中のτは濁度と呼ばれ、媒体の散乱係数に相当するものであり、下記の(8)式のように粒子数Nに比例する。なお、(8)式中、σsは散乱断面積である。 Τ in the equation (7) is called turbidity and corresponds to the scattering coefficient of the medium, and is proportional to the number N of particles as in the following equation (8). In the equation (8), σ s is a scattering cross section.
(7)式から長さLの導光体7を散乱せずに透過する確率Pt(L)は下記の(9)式で表される。
From the equation (7), the probability P t (L) of transmitting through the
反対に光路長Lまでに散乱される確率Ps(L)は下記の(10)式で表される。
これらの式からわかるように、濁度τを変えることにより、光散乱導光部材内での多重散乱の度合いを制御することができる。 As can be seen from these equations, the degree of multiple scattering in the light scattering light guide member can be controlled by changing the turbidity τ.
以上の関係式により、光散乱粒子のサイズパラメータΑと濁度τとの少なくとも1つをパラメータとして、導光体7内での多重散乱が制御可能である。
From the above relational expression, multiple scattering within the
ここで、導光体7に含有されている光散乱粒子は、たとえば、平均粒径が2.4μmの透光性のシリコーン粒子とすることができる。また、光散乱粒子による散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度τは、τ=0.49(λ=550nm)とすることができる。
Here, the light scattering particles contained in the
(プリズムシート8)
図3は、図1に示す囲み部A部分の拡大図であり、プリズムシート8の一部断面を拡大して示す図である。図3に示すように、プリズムシート8は、一方の面が平滑な面(平滑面32)に形成されている。プリズムシート8の他方の面は、断面三角形状のプリズム33が複数配列されたプリズム面34として形成されている。
(Prism sheet 8)
FIG. 3 is an enlarged view of the encircled portion A shown in FIG. 1, and is an enlarged view of a partial cross section of the prism sheet 8. As shown in FIG. 3, the prism sheet 8 is formed so that one surface is a smooth surface (smooth surface 32). The other surface of the prism sheet 8 is formed as a
プリズムシート8は、プリズム面34が導光体7の反対側に配置される向きに、また、プリズム33の稜線部35を光軸Xと直交する面に沿わせると共に、光軸Xを中心に導光体7の周囲に環状となるように配置されている。つまり、プリズムシート8は、導光体7から出射した光が平滑面32からプリズム面34の側に出射することが出来るように、かつ、導光体7の周囲に円筒状に配置されている。また、プリズムシート8は、複数のプリズム33の各稜線部35の配列方向が、前後方向となるように配置されている。したがって、導光体7から出射された光は、プリズム33により前後方向に屈折させられて、プリズムシート8から出射する。プリズムシート8は、たとえば、可視光透過率が高く、屈折率の比較的高い樹脂材料から形成する。たとえば、アクリル系樹脂により形成することができる。アクリル系樹脂の他、ポリカーボネート系樹脂、あるいは塩化ビニル系樹脂を用いることもできる。
The prism sheet 8 is arranged so that the
(第1の実施の形態に係る照明装置2および光源装飾体1の効果)
光源装飾体1は、上述のように、光源としてのLED3から出射された光に、ローソクの炎の形状を模する装飾的効果を与えて出射することができるものである。光源装飾体1は、光が入射することができる光入射部9と、光入射部9から入射した光を出射させることができる光出射部10とを有する導光体7を備えている。光出射部10は、ローソクの炎の形状を呈している、光入射部9は、ローソクの炎の形状の根元側となる光出射部10の後方に位置している。光出射部10は、光入射部9から入射した光を散乱させる光散乱手段として光拡散粒子を有している。
(Effects of
As described above, the light source
光出射部10は、ローソクの炎の形状を模した形状である。そのため、光入射部9から導光体7内に入射した光が光出射部10から出射すると、光出射部10は、ローソクの炎の形状に光って見える。導光体7には光散乱粒子が含有されている。そのため、導光体7に入射した光は、導光体7内で散乱させられる。導光体7内で光が散乱させられことで、導光体7が光散乱粒子を含有しない無色透明体である場合に比べて、光出射部10から光が出射する部分の面積を広くすることができる。
The
図4の上段左欄(A)は、光散乱粒子を含有する導光体7から出射する光の輝度分布を示す図であり、図4の上段右欄(B)は、光散乱粒子を含有しない導光体7から出射する光の輝度分布を示す図である。図4の下段(C)は、図4(A)のA−Aにおける輝度分布を示すグラフである。図4の(A)と(B)との比較から判るように、光散乱粒子を含む導光体7の方が、光出射部10の光が出射する部分の面積を多くすることができ、光出射部10の光っている部分の形状が、よりローソクの炎の形状に近く見える。なお、図4(A)(B)は、ハッチングの密度が高いほど光の輝度が高いことを示している。
The upper left column (A) of FIG. 4 is a diagram showing the luminance distribution of light emitted from the
光出射部10は、後方から順に、増径部30と減径部31が形成されている。前方に向かって直径が徐々に大きくなる増径部30の側面は、円柱部28から増径部30の側面に入射する光に対する入射角が大きくなる方向に傾斜している。つまり、増径部30の側面は、光入射部9から増径部30の側面に入射した光を減径部31側に全反射させ易くなるように配置されている。一方、前方に向かって直径が徐々に小さくなる減径部31の側面は、増径部30あるいは光入射部9から減径部31の側面に入射する光に対する入射角が小さくなる方向に傾斜している。つまり、減径部31の側面は、増径部30あるいは光入射部9から減径部31の側面に入射した光を全反射させ難くし減径部31の外側に出射させ易くなるように配置されている。したがって、光出射部10は、増径部30に比べて減径部31の光の出射率が高く、減径部31の方が増径部30に比べて輝度が高くなるように構成されている。
The
ローソクの炎は、先端側(上方)ほど明るくなっている。したがって、増径部30よりも先端側に位置する減径部31の方を光の出射率を高くし輝度を高くすることで、光出射部10をよりローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。
The candle flame is brighter on the tip side (upper side). Therefore, by increasing the light emission rate and increasing the brightness of the reduced
また、減径部31の側面は、前端側に向かうほど、増径部30あるいは光入射部9から進行する光に対しての入射角が小さくなる方向に傾斜している。したがって、図4(A)に示すように、減径部31は、前端側に向かうほど、光の出射率が高くなり輝度も高くなる。つまり、光出射部10から出射する光は、前方に向かうほど輝度が高くなる。光出射部10の前端側ほど輝度を高くすることで、光出射部10をより一層ローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。
Further, the side surface of the reduced
導光体7の光出射部10と光入射部9との間には、LED3からの光を拡散することができる光拡散部としての円柱部28が設けられている。LED3から出射した光は、導光体7の後端に設けられる光入射部9から、導光体7の円柱部28に入射する。LED3から出射する光は発散光である。そのため、LED3から出射し円柱部28に入射した光の一部は、円柱部28の内側面で全反射を繰り返し、拡散された状態で光出射部10に入射する。したがって、LED3から出射され円柱部28から光出射部10に入射する光の光軸Xと直交する面における照度の均一化を図ることができる。
Between the
すなわち、円柱部28は、いわゆる、光拡散機能を有するロッドレンズとしての機能を有する。円柱部28から光出射部10に入射する光の照度の均一化を図ることで、光出射部10の光軸Xの周方向における輝度の均一化を図ることができる。そのため、光出射部10をよりローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。円柱部28にも、光出射部10と同様に光散乱粒子を含む構成とすることで、円柱部28から光出射部10に入射する光の照度の均一化を一層図ることができる。
That is, the
実際のローソクの炎は、芯の傾きや、芯へのろう材の吸い込み斑等により、炎の場所により輝度が異なる。円柱部28の直径L1と前後方向の長さH1とを、上述したように、2:1〜1:2に設定することで、円柱部28における光の拡散による照度の均一化の程度がやや劣るものとなり、光出射部10の輝度に斑を発生させることができる。このように、光出射部10の輝度に斑が出来ることで、光出射部10から出射する光に、自然な炎の形状により近づくように装飾することができる。
The brightness of an actual candle flame varies depending on the location of the flame due to the inclination of the wick and the inhalation spots of the brazing material into the wick. By setting the diameter L1 of the
円柱部28の直径L1は、増径部30の直径が一番細くなる後端部の直径L2と同一の直径に構成され、円柱部28と増径部30とは段差を生じることなく連続している。このように構成されることで、LED3から円柱部28に入射した光を光出射部10に効率良く入射させることができる。また、直径L2が直径L1よりも大きくなり、円柱部28と増径部30との間に段差が生じると、該段部の周囲、すなわち、光出射部10の側面の後端に不自然な暗部が発生する虞がある。しかしながら、直径L1と直径L2とを同一の直径として円柱部28と増径部30との接続部に段差を生じないようにすることで、光出射部10の後端に不自然な暗部が発生することを防ぐことができ、光出射部10をよりローソクの炎の形状に近く光らせることができる。
The diameter L1 of the
光出射部10の周囲には、プリズムシート8が配置されている。したがって、観察者は、導光体7から出射した光をプリズムシート8を介して観察することになる。複数のプリズム33の各稜線部35は、前後方向に配列されている。そのため、導光体7から出射された光は、プリズム33により前後方向に屈折させられて、プリズムシート8から出射する。したがって、観察者は、導光体7の光出射部10の虚像を観察することになる。そのため、光出射部10の実像を観察する場合に比べて、観察者の見た目において立体的な光学像を観察することができ、実像を観察するよりもローソクの炎により近い光学像を観察することができる。
A prism sheet 8 is disposed around the
また、プリズムシート8を介すことで、光出射部10の輪郭や導光体7を形成する部材の質感が視認し難くなる。そのため、光出射部10からの出射光を、よりローソクの炎に近い感じで観察することができる。
Further, through the prism sheet 8, it becomes difficult to visually recognize the contour of the
照明装置2は、LED3を複数備え、少なくとも2のLED3について、互いに異なるタイミングで光の出射量を経時的に増減することができるように構成されている。具体的には、3つのLED3が図2に示すように、時分割で異なるタイミングで点滅している。このように、複数のLED3を互いに異なるタイミングで点滅させることで、光出射部10から出射する光を、ローソクの炎が揺らいでいるように演出することができる。
The illuminating
複数のLED3を互いに異なるタイミングで点滅させると、光出射部10から出射する光がプリズムシート8に入射する位置や角度が変わる。そのため、プリズムシート8により形成される光出射部10の虚像は、LED3の点滅に併せて若干変形し、ローソクの炎の揺らぎをよりリアルに演出することができる。
When the plurality of LEDs 3 are blinked at different timings, the position and angle at which the light emitted from the
なお、LED3の点滅は、消灯と点灯とするほか、発光の明るさを増減させるようにしてもよい。また、複数のLED3を異なるタイミングで点滅させる他、LED3を1個としたり、あるいは、複数のLED3を同一タイミングで点滅させるようにしてもよい。このように、1個のLED3を点滅させたり、あるいは複数のLED3を同一タイミングで点滅させても、光出射部10から出射する光を、ローソクの炎が揺らいでいるように演出することができる。また、複数のLED3のうち、一部のLED3を点灯状態とし、他のLED3を点滅させるようにしてもよい。
The blinking of the LED 3 may be turned off and on, and the brightness of light emission may be increased or decreased. In addition to blinking the plurality of LEDs 3 at different timings, the number of LEDs 3 may be one, or the plurality of LEDs 3 may be blinked at the same timing. As described above, even if one LED 3 is blinked or a plurality of LEDs 3 are blinked at the same timing, the light emitted from the
(第2の実施の形態)
以下に、図5を参照しながら、光源装飾体1および照明装置2の他の実施の形態に係る光源装飾体50および照明装置51の構成について説明する。光源装飾体1および照明装置2と同様な部材については同一の符号を付し、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Second Embodiment)
Below, the structure of the light
光源装飾体50および照明装置51は、導光体52の構成が導光体7と異なるのみで他の構成については、光源装飾体1および照明装置2と同様である。導光体52は、導光体7と同様に、光軸Xに直交する断面の形状が円形を呈し、光拡散部として構成される円柱部28と、LED3から出射し導光体52内に入射した光が出射する光出射部53とを有している。
The light
光出射部53は、円柱部28の前側に備えられ、ローソクの炎の形状を模した形状を呈し、炎の先端部に当たる頂点部54が前方を向けて配置されている。光出射部53は、後方から前方に向かって直径が徐々に太くなり、光低出射部として構成される増径部55と、逆に、後方から前方に向かって直径が徐々に細くなり、光高出射部として構成される減径部56とを有している。減径部56は、増径部55よりも前方に配置され、頂点部54は、減径部56の先端に配置されている。
The
増径部55および減径部56は、増径部30および減径部31と同様に、減径部56の側面は、増径部55の側面に比べて、導光体52内の光を外側に出射させ易くなるように配置されている。増径部55は、光散乱粒子を含まない構成であるのに対し、減径部56は光散乱粒子を含む構成とされている。したがって、減径部56は、増径部55に比べて光の出射率が高く構成されている。このように構成した場合にも、増径部55よりも先端側に位置する減径部56の方を光の出射率を高くし輝度を高くすることができ、光出射部53をよりローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。
The increased
図6は、導光体52から出射する光の輝度分布を示す図である。図6と、図4(A)を比べると、導光体52の方が、先端側と後端側との輝度の変化が急峻となり、図4(A)とは異なる形状の炎を演出することができる。また、光出射部53から出射した光をプリズムシート8を介することで、図7の上段(A)に示すように、先端側と後端側との輝度の変化を、プリズムシート8を介さないとき(図6)に比べてなだらかにする演出を行うことができる。
FIG. 6 is a diagram showing a luminance distribution of light emitted from the
増径部55と減径部56との接合面57は、ローソクの炎の形状の根元側となる後方から先端側となる前方に向けて湾曲する曲面とされている。具体的には、増径部55の前端面58は、周縁から光軸Xに向うに従って前方に徐々に突出する曲面に形成され、減径部56の後端面59は、前端面58と全面で接触することができる曲面に形成されている。このように、増径部55と減径部56との接合面57が前方に向けて湾曲する曲面とされることで、導光体52の外部から接合面57を視認し難くすることができる。
The
(変形例1)
導光体7に光散乱粒子を含有することに換えて、光出射部10の側面に、光散乱手段としてシボ加工を施してもよい。図8の上段(A)は、光出射部10の側面に、シボ加工を施した導光体7から出射した光の輝度分布を示す図である。図8の下段(B)は、図8(A)のA−Aにおける輝度分布を示すグラフである。図9の上段(A)は、図8(A)の輝度分布を有する導光体7から出射した光がプリズムシート8を透過したときの輝度分布を示す図である。図9の下段(B)は、図9(A)のA−Aにおける輝度分布を示すグラフである。
(Modification 1)
Instead of containing the light scattering particles in the
(変形例2)
導光体52の減径部56に光散乱粒子を含有することに換えて、減径部56の側面に、光散乱手段としてシボ加工を施してもよい。
(Modification 2)
Instead of containing light scattering particles in the reduced-
(変形例3)
導光体7に光散乱粒子を含有することに換えて、光出射部10の側面に、光散乱手段として光拡散シートを貼着してもよい。
(Modification 3)
Instead of containing light scattering particles in the
(変形例4)
導光体7の減径部56に光散乱粒子を含有することに換えて、減径部56の側面に、光散乱手段として光拡散シートを貼着してもよい。
(Modification 4)
Instead of containing light scattering particles in the reduced
上述実施の形態およびその変形例においては、プリズムシート8を導光体7,52の周囲に円筒状に配置する例を説明したが、プリズムシート8は、導光体7,52と観察者との間に、配置されていればよく、たとえば、板状のプリズムシートを導光体7,52と観察者との間に配置するようにしてもよい。また、光源としてLED3を用いる例を説明したが、光源としては、LED3の他、麦球等の電球を用いるようにしてもよい。 In the above-described embodiment and its modification, the example in which the prism sheet 8 is arranged in a cylindrical shape around the light guides 7 and 52 has been described. However, the prism sheet 8 includes the light guides 7 and 52 and the observer. For example, a plate-shaped prism sheet may be disposed between the light guides 7 and 52 and the observer. Moreover, although the example using LED3 as a light source was demonstrated, you may make it use light bulbs, such as a wheat ball, as LED3 other than LED3.
なお、本発明の光源装飾体としては、プリズムシート8を用いることなく、導光体7あるいは導光体52を光源装飾体として構成することができる。また、導光体7あるいは導光体52とプリズムシート8とを備えることで、本発明の光源装飾体として構成することもできる。
In addition, as the light source decoration body of this invention, the
(変形例5)
上述実施の形態およびその変形例において、プリズムシート8は、取付具22により基板収容体16に対して取り付けられている。これに対し、図11に示すように、プリズムシート8を取付具70により基板収容体16に対して取り付ける構成としてもよい。以下、図11の説明において、上述実施の形態およびその変形例と同様の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
(Modification 5)
In the above-described embodiment and its modification, the prism sheet 8 is attached to the
取付具70は、プリズムシート8を空中に浮上させる浮上手段として、同極を対向させて配置される永久磁石71と永久磁石72とを有している。つまり、取付具70は、永久磁石71と永久磁石72との反発力により、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を空中に浮上させた状態で保持することができるように構成されている。
The
取付具70は、プリズムシート8を保持するプリズムシート保持筒23と、このプリズムシート保持筒23を基板収容体16に取り付ける取付部73とを有する。取付部73は、円筒部74と、導光体7が通される孔部75が形成される環体部76と、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を上下方向に移動可能に保持する保持部77とを有している。保持部77は、光軸Xを中心に形成される外筒部77Aと内筒部77Bとを有し、外筒部77Aと内筒部77Bとの間に溝78が形成されている。溝78は、上方に開口部78Aを有し、光軸Xの周りに環状に形成されている。プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23は、その下側の一部が溝78内に挿入されることで、保持部77に対して保持されている。
The
溝78の底部78Bには、永久磁石71が配置されている。また、溝78内の永久磁石71の上方には、永久磁石72が配置され、さらに、永久磁石72の上方には、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23が配置されている。永久磁石71と永久磁石72とは、同極を対向させて配置されている。したがって、永久磁石71と永久磁石72とは反発し、永久磁石71および永久磁石72の磁力を適正に設定することで、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を永久磁石72と共に、永久磁石71の上方に磁気浮上させることができる。
A
このように、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を、永久磁石71および永久磁石72の磁力により浮上させた状態とすることで、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23の周囲の空気対流や風等により、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を揺動させることができる。これにより、光出射部10(53)からの出射光を、よりローソクの炎の感じに近づくように演出することができる。
As described above, the prism sheet 8 and the prism
なお、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23の厚さW1と、永久磁石72の幅W2は、プリズムシート8、プリズムシート保持筒23、および永久磁石72が上下方向に移動することができるように、溝78の幅よりも薄く形成されている。なお、プリズムシート8が、側方に僅かに揺動することで、よりローソクの炎の感じを演出することができる。そのため、厚さW1および幅W2と溝78との間の隙間間隔は、プリズムシート8、プリズムシート保持筒23、および永久磁石72の上下方向への移動を許容するだけの幅よりも、若干広くすることが好ましい。
Note that the thickness W1 of the prism sheet 8 and the prism
永久磁石71,72は、リング状に形成することで、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23が傾斜しないように浮上させ易い。しかしながら、光軸Xの周囲の3方向に等間隔で、永久磁石71,72を配置することで、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23の傾斜を抑えて浮上させることができる。
By forming the
なお、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を揺動させる揺動手段として永久磁石71の側を電磁石により構成し、磁気力を変えることで、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を揺動させることができる。また、揺動手段として、LED3あるいはLED基板4等の発熱体を用いることができる。つまり、LED3あるいはLED基板4の発熱により、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23の周囲の空気に熱対流を発生させ、この空気の対流により、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を揺動させることもできる。
As the swinging means for swinging the prism sheet 8 and the prism
浮上手段は、溝78内に、たとえば、オイル等の液体を充填し、この液体に対してプリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を浮上させる構成とすることもできる。浮上手段は、溝78内に、たとえば、窒素等の気体を充填し、この気体に対してプリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を浮上させる構成とすることもできる。なお、溝78内の流体あるいは気体の容積を僅かに変化させたり、溝78内で流体あるいは気体を波打たせることで、プリズムシート8およびプリズムシート保持筒23を揺動することができる。
The levitation means may be configured such that the
1,50 … 光源装飾体
2,5 … 照明装置
3 … LED(光源)
7,52 … 導光体
8 … プリズムシート
9 … 光入射部
10,53 … 光出射部
28 … 円柱部(光拡散部)
30,55 … 増径部(光低出射部)
31,56 … 減径部(光高出射部)
57 … 接合面
DESCRIPTION OF
7, 52 ... Light guide 8 ...
30, 55 ... Increased diameter part (light low emission part)
31, 56 ... Reduced diameter part (high light output part)
57… Bonding surface
Claims (10)
光が入射することができる光入射部と、前記光入射部から入射した光を出射させることができる光出射部とを有する導光体を備え、
前記光出射部は、ローソクの炎の形状を呈し、
前記光入射部は、前記光出射部の前記ローソクの炎の形状の根元側に位置し、
前記光出射部は、前記光入射部から入射した光を散乱させる光散乱手段を有し、
前記導光体における前記光出射部と前記光入射部との間には、光源からの光を拡散することができる円筒状の光拡散部が設けられ、
前記光拡散部の円筒の直径と前後方向の長さとの比は、2:1以上1:2以下である、
ことを特徴とする光源装飾体。 In a light source decorative body capable of emitting a decorative effect on light emitted from a light source,
A light guide having a light incident part capable of entering light and a light emitting part capable of emitting light incident from the light incident part;
The light emitting part has a candle flame shape,
The light incident part is located on the root side of the candle flame shape of the light emitting part,
The light emitting unit may have a light scattering means for scattering light entering from the light entrance portion,
Between the light emitting part and the light incident part in the light guide, a cylindrical light diffusion part capable of diffusing light from a light source is provided,
The ratio of the diameter of the cylinder of the light diffusion portion to the length in the front-rear direction is 2: 1 or more and 1: 2 or less.
A light source decorative body characterized by that.
前記導光体と、前記導光体から出射される光の観察が行われる観察位置との間には、プリズムシートが配置される、 A prism sheet is disposed between the light guide and an observation position where light emitted from the light guide is observed.
ことを特徴とする光源装飾体。A light source decorative body characterized by that.
前記プリズムシートは、浮上手段により空中に浮上されている、 The prism sheet is levitated in the air by levitating means,
ことを特徴とする光源装飾体。A light source decorative body characterized by that.
前記導光体における前記光出射部は、光の出射率が低い光低出射部と、前記光低出射部に比べて光の出射率が高い光高出射部とを有し、
前記光高出射部は、前記光低出射部よりも前記ローソクの炎の形状の先端側に配置されている、
ことを特徴とする光源装飾体。 In the light source decorative body according to any one of claims 1 to 3 ,
The light emitting part in the light guide has a low light emitting part with a low light emitting rate and a high light emitting part with a high light emitting rate compared to the low light emitting part,
The high light emission part is disposed on the tip side of the candle flame shape than the low light emission part,
A light source decorative body characterized by that.
前記導光体における前記光散乱手段は、前記光出射部の表面に形成されるシボ面により構成される、
ことを特徴とする光源装飾体。 The light source decorative body according to any one of claims 1 to 4 ,
The light scattering means in the light guide is constituted by a textured surface formed on the surface of the light emitting part.
A light source decorative body characterized by that.
前記導光体における前記光散乱手段は、前記光出射部に含有される光散乱粒子である、
ことを特徴とする光源装飾体。 The light source decorative body according to any one of claims 1 to 4 ,
The light scattering means in the light guide is a light scattering particle contained in the light emitting part.
A light source decorative body characterized by that.
前記導光体における前記光散乱手段は、前記光出射部の表面に設けられる光拡散シートにより構成される、
ことを特徴とする光源装飾体。 In the light guide according to any one of claims 1 to 4 ,
The light scattering means in the light guide is constituted by a light diffusion sheet provided on the surface of the light emitting part.
A light source decorative body characterized by that.
前記導光体における前記光低出射部と前記光高出射部とは、異なる部材で形成され、前記光低出射部と前記光高出射部との接合面は、前記ローソクの炎の形状の根元側から先端側に向けて湾曲する曲面である、
ことを特徴とする光源装飾体。 The light source decorative body according to claim 4 ,
The low light emission part and the high light emission part in the light guide are formed of different members, and a joint surface between the low light emission part and the high light emission part is a root of the shape of the candle flame. A curved surface that curves from the side toward the tip side,
A light source decorative body characterized by that.
前記導光体における前記光入射部に光を入射させる光源と、
を有することを特徴とする照明装置。 The light source decorative body according to any one of claims 1 to 8,
A light source that causes light to enter the light incident portion of the light guide;
A lighting device comprising:
前記光源は複数備えられ、少なくとも2の光源が、互いに異なるタイミングで光の出射量が経時的に増減する、
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 9.
A plurality of the light sources are provided, and at least two light sources increase or decrease the light emission amount with time at different timings.
A lighting device characterized by that.
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