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技術 照明器具

出願人 株式会社遠藤照明
発明者 鳥居祐介
出願日 2017年7月18日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2017-139030
公開日 2019年2月7日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2019-021504
状態 特許登録済
技術分野 照明装置の素子の配置,冷却,密封,その他 グローブ、屈折器、反射器等の固定 非携帯用の照明装置またはそのシステム
主要キーワード 環状部品 伝達ロス アルミダイキャスト 照明モジュール 後端開口 固定強度 ADC COB
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

放熱効率が高く、且つ、ヒートシンクに対する光学部品取付構造の変更が容易な照明器具を提供する。

解決手段

照明器具は、ヒートシンク3と、光源(例えば、LED光源4)と、当該光源からの光が通過する光学部品(例えば、レンズ5)と、取付プレート6と、を備える。ヒートシンク3は、フィン31が形成された芯部32と、当該芯部32の一端32aから突出した突出部33と、を有する。光源は、突出部33の先端面33aに設置される。取付プレート6は、光学部品が取り付けられる環状部品であって、ヒートシンク3の突出部33に嵌まる開口部60を有する。

概要

背景

照明器具には、LED(Light Emitting Diode)等の光源と、光源からの光が通過するレンズ等の光学部品カバーを含む)と、がヒートシンクに直接的に取り付けられたものが存在する(例えば、特許文献1)。従来、ヒートシンクは、ダイキャストで形成されていた。このため、ヒートシンクに対する光源又は光学部品の取付構造を変更しようとすると、その取付構造だけの変更であっても、フィンの部分を含むヒートシンク全体の金型を作り直す必要があった。

そこで、ヒートシンクとは別に、光源及び光学部品の両方が取り付けられる取付プレートをダイキャストで形成し、当該取付プレートを介して光源及び光学部品をヒートシンクに取り付けることが提案されている。これにより、光源又は光学部品の取付構造が変更された場合でも、取付プレート用の金型を作り直すだけで済む。

概要

放熱効率が高く、且つ、ヒートシンクに対する光学部品の取付構造の変更が容易な照明器具を提供する。照明器具は、ヒートシンク3と、光源(例えば、LED光源4)と、当該光源からの光が通過する光学部品(例えば、レンズ5)と、取付プレート6と、を備える。ヒートシンク3は、フィン31が形成された芯部32と、当該芯部32の一端32aから突出した突出部33と、を有する。光源は、突出部33の先端面33aに設置される。取付プレート6は、光学部品が取り付けられる環状部品であって、ヒートシンク3の突出部33に嵌まる開口部60を有する。

目的

本発明の目的は、放熱効率が高く、且つ、ヒートシンクに対する光学部品の取付構造の変更が容易な照明器具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

フィンが形成された芯部と、当該芯部の一端から突出した突出部と、を有するヒートシンクと、前記突出部の先端面に設置された光源と、前記光源からの光が通過する光学部品と、前記光学部品が取り付けられる取付プレートであって、前記突出部に嵌まる開口部を有する環状の取付プレートと、を備える、照明器具

請求項2

前記取付プレートは、前記光学部品が取り付けられる第1平板部と、前記第1平板部に対して前記光学部品とは反対側に位置し、器具本体に取り付けられる第2平板部と、を有する、請求項1に記載の照明器具。

請求項3

前記光学部品には爪部が設けられており、当該爪部が係合する係合溝が前記第1平板部の外周面に設けられている、請求項2に記載の照明器具。

請求項4

前記第2平板部の外周面が前記第1平板部の外周面より外側に位置し、前記取付プレートは、少なくとも前記第1平板部と前記第2平板部とで構成された段構造を有する、請求項2又は3に記載の照明器具。

請求項5

前記取付プレートは、前記第1平板部と前記第2平板部との間に位置する第3平板部を更に有し、前記第3平板部の外周面が前記第1平板部の外周面より外側に位置する、請求項2〜4の何れかに記載の照明器具。

請求項6

前記取付プレートは、前記第2平板部を貫通すると共に前記第1平板部の周縁部を切り欠いて直線的に設けられた配線用通路を有する、請求項2〜5の何れかに記載の照明器具。

技術分野

0001

本発明は、ヒートシンクを備えた照明器具に関する。

背景技術

0002

照明器具には、LED(Light Emitting Diode)等の光源と、光源からの光が通過するレンズ等の光学部品カバーを含む)と、がヒートシンクに直接的に取り付けられたものが存在する(例えば、特許文献1)。従来、ヒートシンクは、ダイキャストで形成されていた。このため、ヒートシンクに対する光源又は光学部品の取付構造を変更しようとすると、その取付構造だけの変更であっても、フィンの部分を含むヒートシンク全体の金型を作り直す必要があった。

0003

そこで、ヒートシンクとは別に、光源及び光学部品の両方が取り付けられる取付プレートをダイキャストで形成し、当該取付プレートを介して光源及び光学部品をヒートシンクに取り付けることが提案されている。これにより、光源又は光学部品の取付構造が変更された場合でも、取付プレート用の金型を作り直すだけで済む。

先行技術

0004

特開2012−146425号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、取付プレートに光源が設置されると、光源で生じた熱は、取付プレートを介してヒートシンクに伝達される。このため、取付プレートでの熱の伝達ロスやヒートシンクと取付プレートとの界面での熱の伝達ロスが生じ、照明器具において放熱効率が低下するという問題があった。

0006

そこで本発明の目的は、放熱効率が高く、且つ、ヒートシンクに対する光学部品の取付構造の変更が容易な照明器具を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係る照明器具は、ヒートシンクと、光源と、当該光源からの光が通過する光学部品と、取付プレートと、を備える。ヒートシンクは、フィンが形成された芯部と、当該芯部の一端から突出した突出部と、を有する。光源は、突出部の先端面に設置される。取付プレートは、光学部品が取り付けられる環状部品であって、ヒートシンクの突出部に嵌まる開口部を有する。

0008

上記照明器具によれば、光源がヒートシンクに設置されることにより、光源で生じた熱がヒートシンクに伝達され易くなる。よって、照明器具において高い放熱効率を実現することができる。又、光学部品の形状やサイズ(以下、「形状等」と称す)を変更する場合、ヒートシンクには形状等の変更を加えなくても、取付プレートの形状等を変更するだけでヒートシンクへの光学部品の取付けが可能になる。

0009

上記照明器具において、取付プレートは、光学部品が取り付けられる第1平板部と、当該第1平板部に対して光学部品とは反対側に位置する第2平板部と、を有し、第2平板部は、器具本体に取り付けられる部分であってもよい。この構成によれば、ヒートシンクに光学部品を取り付けるための構造と、器具本体に取付プレートを取り付けるための構造と、を1つの部品(取付プレート)に集約することができる。この様に、取付プレートに様々な構造が集約されて当該取付プレートの形状が複雑化した場合であっても、ダイキャスト等で取付プレートを容易に形成することができる。又、第2平板部の厚さを大きくすることにより、器具本体への取付プレートの固定強度を高めることができる。

0010

上記照明器具において、光学部品には爪部が設けられており、当該爪部が係合する係合溝が第1平板部の外周面に設けられていてもよい。この構成によれば、取付プレートへの光学部品の取付けが容易になる。

0011

上記照明器具において、第2平板部の外周面が第1平板部の外周面より外側に位置し、取付プレートは、少なくとも第1平板部と第2平板部とで構成された段構造を有していてもよい。この構成によれば、第2平板部を、取付プレートに光学部品を取り付けるときに当該光学部品の位置を規定する位置決め部として機能させることができる。具体的には、光学部品の取付け時に当該光学部品が取付プレートへ向けて押し込まれたとき、光学部品の一部が第2平板部に当接することで、光学部品の更なる押込みが第2平板部によって制限される。この押込みの制限によって、光学部品の位置が規定される。

0012

上記照明器具において、取付プレートは、第1平板部と第2平板部との間に位置する第3平板部を更に有し、第3平板部の外周面が第1平板部の外周面より外側に位置していてもよい。この構成によれば、第3平板部を、光学部品に対する上記位置決め部として機能させることができる。具体的には、光学部品の取付け時に当該光学部品が取付プレートへ向けて押し込まれたとき、光学部品の一部が第3平板部に当接することで、光学部品の更なる押込みが第3平板部によって制限される。この押込みの制限によって、光学部品の位置が規定される。

0013

上記照明器具において、取付プレートは、第2平板部を貫通すると共に第1平板部の周縁部を切り欠いて直線的に設けられた配線用通路を有していてもよい。この構成によれば、取付プレートが有する各段のエッジ(即ち、各平板部のエッジ)が配線に対して鋭く接触し難くなり、その結果として配線の損傷を防止することができる。

発明の効果

0014

本発明によれば、照明器具において、高い放熱効率が実現され、且つ、ヒートシンクに対する光学部品の取付構造の変更が容易になる。

図面の簡単な説明

0015

実施形態に係るLED照明器具概念的に示した斜視図である。
(A)LED照明器具が備える照明モジュールを光源側から見た正面図、及び(B)当該照明モジュールの側面図である。
照明モジュールの分解側面図である。
図2(B)に示されたIV−IV線での照明モジュールの断面図である。
照明モジュールが備えるヒートシンクの正面図である。
照明モジュールが備えるレンズの(A)正面図及び(B)斜視図である。
照明モジュールが備える取付プレートの(A)側面図及び(B)正面図、並びに(C)図7(B)に示されたVIIC−VIIC線での取付プレートの断面図である。
レンズに設けられた爪部と取付プレートに設けられた係合溝との係合状態を示した断面図である。
(A)(B)取付プレートの変形例を示した側面図である。

実施例

0016

以下、本発明をLED照明器具に適用した実施形態について、具体的に説明する。

0017

図1は、実施形態に係るLED照明器具を概念的に示した斜視図である。図1に示されたLED照明器具は、天井等に設置される埋込式のダウンライトであり、照明モジュール1と、当該照明モジュール1を天井等の裏側で支持する器具本体2と、を備える。本実施形態では、ドーム状の反射板21が器具本体2に設けられており、当該反射板21の後端開口部21aに照明モジュール1が固定される。

0018

図2(A)は、照明モジュール1を光源側から見た正面図であり、図2(B)は、照明モジュール1の側面図である。図3は、照明モジュール1の分解側面図である。又、図4は、図2(B)に示されたIV−IV線での照明モジュール1の断面図である。図2(A)〜図4に示される様に、照明モジュール1は、ヒートシンク3と、LED光源4と、光学部品であるレンズ5と、取付プレート6と、を備える。

0019

図5は、ヒートシンク3の正面図である。図3図5に示される様に、ヒートシンク3は、フィン31が形成された芯部32と、当該芯部32の一端32aから突出した突出部33と、を有する。本実施形態では、ヒートシンク3は、純度の高い金属(一例としてアルミニウム)を用いて押出成形で形成された成形品から作られる。具体的には、次の過程を経てヒートシンク3は形成される。先ず、押出成形で形成された成形品に切断加工を施すことより、成形品の一部(切断加工品)を切り出す。その後、押出方向についての切断加工品の端部に、旋盤等による切削加工を施す。そして、切断加工品の端部に設けられたフィンを削り取り、又、必要に応じて芯部32の周縁部を更に削ることにより、突出部33を形成する。

0020

押出成形では純度の高い金属(一例として、純度の高いアルミ材)を用いることができるため、押出成形で形成されたヒートシンク3は、純度の低い金属(一例として、アルミダイキャスト材であるADC12等)が使用されるダイキャストで形成されたヒートシンクに比べて、熱伝導率が高く、従って放熱効率も高い。ヒートシンク3の熱伝導率は、一例として236W/(m・K)程度である。よって、押出成形によれば、放熱効率を低下させることなく、ヒートシンク3を小型化して軽量化することができる。

0021

本実施形態では、突出部33は円柱状に形成されている(図5参照)。円柱状は、切削加工による簡単なプロセスで形成することができる形状である。尚、切削加工によるプロセスの複雑化を許容できる場合には、突出部33の形状は、円柱状に限らず、四角柱状などの別の形状であってもよい。

0022

又、突出部33は、その先端面33aが平坦に形成されている。尚、先端面33aは、成形品から切断加工品を切り出すときに形成されるカット面そのものであってもよいし、旋盤等による切削加工で形成された面であってもよい。

0023

LED光源4は、突出部33の先端面33aに直接的に設置される(図4参照)。本実施形態では、LED光源4は、COB(Chip On Board)型LEDである。LED光源4は、ネジ留めで先端面33aに固定される。具体的には、先端面33aに形成されている2つのネジ穴34(図5参照)にネジを1つずつ捩じ込み、当該ネジの頭部を利用してLED光源4の基板を先端面33aに押さえ付けることにより、LED光源4が先端面33aに固定される。

0024

尚、LED光源4は、接着剤両面テープ(好ましくは熱伝導率の高いもの)等の固定材で先端面33aに固定されてもよい。即ち、LED光源4の設置に関する「直接的」という用語には、他の部材を何ら介さずにLED光源4を先端面33aに設置する場合に限らず、接着剤や両面テープ等の固定材を介してLED光源4を先端面33aに設置する場合も含まれるものとする。又、LED光源4は、COB型LEDに限らず、SMD(Surface Mount Divice)型LEDであってもよいし、砲弾型LEDであってもよい。

0025

レンズ5は、LED光源4からの光を通過させて照明光を形成する光学部品である。図6(A)及び(B)はそれぞれ、レンズ5の正面図及び斜視図である。図6(A)及び(B)に示される様に、レンズ5は、レンズ部51と、筒部52と、取付部53と、を有する。レンズ部51は、照明光を屈折又は散乱させることにより照明光を形成する。筒部52は、レンズ部51を支持すると共に、LED光源4からレンズ部51までの距離を規定する。

0026

取付部53は、取付プレート6へのレンズ5の取付けに用いられる部分である。具体的には、取付部53は、環状の側壁部531と、当該側壁部531に切欠きを設けて形成された3つの係合部532と、を有する。3つの係合部532の各々は、外側への撓曲が可能な撓曲部532Aと、当該撓曲部532Aの先端に設けられた爪部532Bと、から構成されている(図6(B)参照)。

0027

取付プレート6は、ヒートシンク3とは別の部品であり、ヒートシンク3へのレンズ5の取付けに用いられる。本実施形態では、取付プレート6はダイキャストで形成される。従って、取付プレート6が複雑な形状であったとしても、旋盤等による切削加工で形成する場合に比べて取付プレート6の形成が容易である。

0028

図7(A)及び(B)はそれぞれ、取付プレート6の側面図及び正面図であり、図7(C)は、図7(B)に示されたVIIC−VIIC線での取付プレート6の断面図である。図7(B)及び(C)に示される様に、取付プレート6は、環状部品であり、ヒートシンク3の突出部33に嵌まる開口部60を有する。本実施形態では、開口部60は、突出部33の断面形状(図5参照)と同じ円形状を呈しており、突出部33に殆ど隙間なく嵌まる。又、突出部33に開口部60を嵌めたときのそれらの界面(即ち、開口部60の内周面60aと突出部33の外周面33b(図5参照))には、開口部60の中心を基準として互いに反対側の位置にネジ穴71が1つずつ形成されている(図5及び図7(B)参照)。そして、それらのネジ穴71を用いて取付プレート6がヒートシンク3に取り付けられる。

0029

ヒートシンク3に取付プレート6が取り付けられたとき、取付プレート6は、突出部33に対して次の様な位置関係で配されること好ましい。即ち、取付プレート6の先端面(具体的には、後述する第1平板部61の端面)が突出部33の先端面33aと同一平面で揃うか、又は突出部33が取付プレート6の先端面から僅かに突出することが好ましい。よって、取付プレート6の厚さは、突出部33の厚さと同じか又はそれより僅かに小さいことが好ましい。

0030

図7(A)及び(C)に示される様に、取付プレート6は、レンズ5が取り付けられる第1平板部61と、当該第1平板部61に対してレンズ5(図3参照)とは反対側に位置する第2平板部62と、これらの平板部の間に位置する第3平板部63と、を有する。本実施形態では、3つの平板部61〜63は、何れも円盤状であり、正面視(図7(B))において同心となる様に配されている。そして、第2平板部62の外周面62aが第1平板部61の外周面61aより外側に位置し、第3平板部63の外周面63aが、外周面62a及び61aの間に位置しており、取付プレート6は、3つの平板部61〜63で構成された3段構造を有している。

0031

第1平板部61は、その外周面61aに、全周(詳細には、後述する通路64(図7(B)及び(C)参照)が形成された部分を除いて全周)に亘って係合溝61bが形成されている(図7(A)参照)。そして、この係合溝61bには、レンズ5に設けられた3つの爪部532Bの各々が、図8に示される様に係合する。係合溝61bへの3つの爪部532Bの係合により、レンズ5が取付プレート6に取り付けられる。その結果、レンズ5は、取付プレート6を介してヒートシンク3に取り付けられる(図4参照)。この様なレンズ5の取付けによれば、レンズ5の背面側の開口部が、少なくとも第1平板部61で塞がれる。よって、レンズ5内に背面側から埃や虫等の異物侵入することが防止される。

0032

第2平板部62は、器具本体2に取り付けられる部分であり、厚さT2が第1平板部61の厚さT1より大きい。本実施形態では、第2平板部62の外周面62aには、開口部60の中心を基準として互いに反対方向(側方)へ隆起した2つの隆起部621が形成されており、当該2つの隆起部621に、器具本体2に取付プレート6を固定するためのネジ穴621aが形成されている(図1及び図4も参照)。

0033

この様なネジ穴621aは、その長さが長いほど、器具本体2への第2平板部62の固定強度を高めることができる。本実施形態では、第2平板部62の厚さT2が第1平板部61の厚さT1より大きいため、ネジ穴621aの長さが長くなり、その結果として、器具本体2への第2平板部62の固定強度が高くなっている。よって、第2平板部62の厚さT2は、器具本体2への照明モジュール1の固定強度を高めるための要因になっている。

0034

第3平板部63は、取付プレート6にレンズ5を取り付けるときに当該レンズ5の位置を規定する位置決め部として機能する。具体的には、レンズ5の取付け時に当該レンズ5が取付プレート6へ向けて押し込まれたとき、爪部532Bが係合溝61bに係合すると同時に、係合部532の先端又は側壁部531の縁が第3平板部63の表面に当接又は近接することで(図8参照)、レンズ5の更なる押込みが第3平板部63によって制限される。この押込みの制限によって、レンズ5の位置が規定される。

0035

図7(B)及び(C)に示される様に、取付プレート6は、LED光源4に電力供給するための配線を通す通路64(配線用の通路)を有する。具体的には、通路64は、第2平板部62を貫通すると共に第1平板部61及び第2平板部62のそれぞれの周縁部を切り欠いて直線的に設けられている。即ち、通路64の内面のうちの開口部60側の部分が、第1平板部61から第2平板部62まで段のない平坦面である。この様な通路64によれば、取付プレート6が有する各段のエッジ(即ち、各平板部のエッジ)が配線に対して鋭く接触し難くなり、その結果として配線の損傷を防止することができる。

0036

上述した照明器具によれば、LED光源4がヒートシンク3に直接的に設置されることにより、LED光源4で生じた熱がヒートシンク3に伝達され易くなる。よって、照明器具において高い放熱効率が実現される。又、レンズ5の形状等(例えば、取付部53の内径など)を変更する場合、ヒートシンク3には形状等の変更を加えなくても、取付プレート6の形状等(例えば、第1平板部61の外径など)を変更するだけでヒートシンク3へのレンズ5の取付けが可能になる。よって、ヒートシンク3に対するレンズ5の取付構造の変更が容易になる。

0037

例えば、ヒートシンク3の突出部33の外周面に、爪部532Bを係合させるための係合溝を形成することを考えた場合、取付部53の内径を変更する必要はあるが、レンズ5をヒートシンク3に取り付けることができる。しかし、突出部33に係合溝を形成するためには、突出部33の形成後、旋盤等による更なる切削加工が必要になり、ヒートシンク3を形成するためのプロセスが複雑になる。そこで、本実施形態では、ヒートシンク3にレンズ5を取り付けるための役割を取付プレート6に担わせている。これにより、ヒートシンク3とは別に取付プレート6を形成する必要はあるが、取付プレート6は、ダイキャスト等で容易に形成することができるため、全体として製造プロセスが簡略化される。

0038

又、上記取付プレート6によれば、ヒートシンク3にレンズ5を取り付けるための構造と、器具本体2に照明モジュール1を取り付けるための構造と、を1つの部品(取付プレート6)に集約することができる。この様に、取付プレート6に様々な構造が集約されて当該取付プレート6の形状が複雑化した場合であっても、ダイキャスト等で取付プレート6を容易に形成することができる。又、取付プレート6は、天井等の裏側で上方から落下してきた異物(埃等)を受け止めることができ、従って当該取付プレート6に取り付けられた器具本体2内に異物が侵入することを防ぐことができる。

0039

図9(A)は、取付プレート6の変形例を示した側面図である。図9(A)に示される様に、取付プレート6は、第1平板部61と第2平板部62とで構成された2段構造を有していてもよい。この構成においては、第2平板部62を、上述した第3平板部63と同様に、レンズ5に対する位置決め部として機能させることができる。

0040

尚、取付プレート6は、2段構造や3段構造に限らず4段以上の構造を有しいてもよく、取付プレート6に取り付ける部品の数や器具本体2への取付方法等に応じて段数を適宜変更することができる。

0041

図9(B)は、取付プレート6の他の変形例を示した側面図である。図9(B)に示される様に、第2平板部62には、取付プレート6を器具本体2に取り付けるための構造として、ネジ穴621aが形成された隆起部621を外周面62aに設けることに代えて、当該外周面62aに直接的にネジ穴62bが形成されていてもよい。この場合、側方からのネジ留めにより、器具本体2に第2平板部62が固定される。この様な構成によれば、固定構造が目立ちにくくなるため、スポットライト等、ユーザに視認される部分が多い照明器具において好ましい。

0042

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

0043

例えば、ヒートシンク3は、ダイキャストで形成されてもよい。又、取付プレート6に設けられる係合溝61bは、爪部532Bが嵌まる環状の溝に限らず、所定位置でのレンズ5の回転により爪部532Bを係止ロック)する溝であってもよい。

0044

更に、上述したLED照明器具(主に照明モジュール1)の各部構成は、ダウンライトやスポットライトに限定されない種々の照明器具に適用することができる。

0045

1照明モジュール
2器具本体
3ヒートシンク
4LED光源
5レンズ
6取付プレート
21反射板
21a後端開口部
31フィン
32 芯部
32a 一端
33 突出部
33a 先端面
33b外周面
34ネジ穴
51 レンズ部
52 筒部
53取付部
60 開口部
60a内周面
61 第1平板部
62 第2平板部
63 第3平板部
61a、62a、63a 外周面
61b係合溝
62b ネジ穴
64通路
71 ネジ穴
531側壁部
532係合部
532A 撓曲部
532B 爪部
621隆起部
621a ネジ穴
T1、T2 厚さ

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