JP3388471B2 - 手持ち器具及び施錠解錠システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置の付いた
ドライバ等の手工具や筆記具等の手持ち器具、及びこの
ような手持ち器具の基本的な構造を利用して光信号に個
人識別信号を含ませ、机の引き出し、家具の引き出し等
の施錠や解錠を光信号にて行うことができる施錠解錠シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】研究発表会や講演会等においては、しば
しば、スライド上映やビデオ上映がなされ机上は暗闇と
化す。このような暗闇のなかでメモをとりたい場合には
何らかの照明器具があると便利である。また、夜間にか
かってきた電話の内容を暗闇のなかで手帳にメモをして
おきたい場合、或いは夜間の屋外作業中や運動選手の夜
間練習中に記録をしたい場合等には、それらの作業に際
し、何らかの照明器具が必要である。さらに、空調機や
船舶のエンジン部等の大きな機械装置等の点検・修理等
に際しては昼間の作業であっても、奥部は暗く、何らか
の照明器具が必要な場合がある。

【０００３】しかし、補助者がいない場合には、一方の
片手に照明器具、他方の片手に手工具や筆記具を持ち、
これら手持ち器具の使用中に常時該当個所を局所照明す
る方法では極めて作業性に劣る。また常時、手持ち器具
と併せて照明器具を携帯するのは、状況や用途によって
は不便である。

【０００４】最近、筆記具の分野においては、筆記具と
照明器具とを一体化した照明装置付き筆記具が商品化さ
れている。しかし、この照明装置付き筆記具は、白熱電
球を用いおり、この白熱電球の消費電力が大きいので、
電池の寿命が短いという欠点を有している。さらに、白
熱電球自身の寿命も短いという欠点を有している。長時
間或いは数日間にわたって継続して研究発表会や講演会
が開催されるような場合、長時間の局所照明が必要にな
り、電池の交換回数が増えるばかりか、電池の購入のた
めの費用や予備の白熱電球（替え玉）の用意等の心配が
増えるので、経済的には好ましくない。

【０００５】この点から、ペン先近傍の極小面積に発光
ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けた筆記具も市場に出現
し始めている。ペン先近傍のＬＥＤから発せられる光
で、紙面を局所照明するように工夫されたものである。
ＬＥＤは白熱電球に比べて数十分の１から数百分の１の
範囲の消費電力で済むので、充分な電池の寿命を得るこ
とができる。残念ながら、このＬＥＤを取り付けた筆記
具は、あまり明るくない。

【０００６】一方、情報化社会の到来に伴い、個人の秘
密情報を確保する必要性が高まっている。従って、特定
の部屋への入室、机の引き出し、家具の引き出しや扉、
印鑑箱や小物箱の蓋、金庫の扉や蓋等の容器の施錠や解
錠を行う施錠解錠システムも、重要になってきている。
しかし、このために、複数の玄関のドアの鍵、複数の部
屋のドアの鍵等のすべての鍵を常時持ち歩くのは、極め
て不便である。従って、多くの鍵（特に機械的な鍵）を
持ち歩く不便性を解消した新たなセキュリティシステム
も待望されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤは、電気エネル
ギーを直接光エネルギーに変換するため、白熱球に比
し、遙かに高効率である。白熱球においては、電気エネ
ルギーを一旦熱エネルギーに変換し、その発熱に伴う輻
射を利用している。このため、その変換効率は原理的に
低く、１％を越えることはない。一方、ＬＥＤにおいて
は、変換効率が２０％以上程度が可能で、白熱球に比し
約１００倍以上の変換効率が容易に達成出来る。さら
に、ＬＥＤは半永久的とも考え得る長寿命である。

【０００８】かかる優れた特徴をＬＥＤは有するもの
の、現状では、ＬＥＤの応用は各種機器のコントロール
パネルの表示ランプや、電光掲示板等の表示装置等の極
く限られた範囲に限定されており、ＬＥＤが照明装置に
使用された例は少ない。最近、鍵穴の照明器具や上述し
た照明装置付き筆記具等が登場しつつあるが、いずれに
しろ、小さな面積しか照明できないものである。これは
ＬＥＤの輝度は極めて高いにもかかわらず、ＬＥＤ１個
の光の出射面積が１ｍｍ²程度の小さな面積であるた
め、照明器具としての十分な光束が得られないという事
情に起因している。

【０００９】前述の照明装置付き筆記具においては、照
明持続時間を長くすることができるものの、照度を充分
に高くすることができないので、ペン先程度の極限られ
た領域しか明るくすることができず、また全体としても
充分な明るさとは言えるものではなかった。従って、暗
闇で筆記することや、研究発表会で配布された論文抄録
等の書類を閲読するには、しばしば支障が生じていた。

【００１０】照明装置の観点からは、ＬＥＤの個数を増
やして輝度を高めることが考えられるが、部品点数が増
え、手持ち器具の構造が複雑になり、小型軽量化を図る
ためには極めて製作が複雑になる。

【００１１】ＬＥＤの主材料は、高価な化合物半導体が
用いられており、なおかつ、エピタキシャル成長や不純
物拡散等の高度の製造技術が要求されるため、ＬＥＤの
製造単価（コスト）の低減には一定の限界がある。さら
に、青（Ｂ）色ＬＥＤの材料である窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）のエピタキシャル成長の基板には、高価なサファイ
ア基板が用いられている等各半導体材料特有の事情もあ
る。また、ＬＥＤの材料である化合物半導体のエピタキ
シャル成長用基板としては、大口径ウェハは現状では入
手出来ないことや、エピタキシャル成長の均一性等の製
造技術上の問題もあり、基本的に大面積の発光領域を有
したＬＥＤを製造するのは困難である。

【００１２】いずれにしても、ＬＥＤの個数やチップ面
積を増大させることは、製品の単価（コスト）を増大さ
せることになり、好ましくない。

【００１３】このような事情から、従来は、充分な照度
が確保でき、しかも、暗闇での作業性や携帯性に優れた
手工具や筆記具等の手持ち器具は、長く待望されている
にもかかわらず、現実には実現出来ないでいた。

【００１４】一方、キーレス・セキュリティシステムと
しては、機械的な鍵の代わりに、赤外線や超音波を用
い、暗号化した信号の一致により、施錠解錠を行う方式
が考えられる。しかし、赤外線や超音波は目に見えな
い。このため、電池の消耗等により、出力が不十分にな
った場合には、当然システムは作動しないが、このシス
テムが作動しない原因を直ちに、電池の消耗や信号を出
力する装置（出力装置）の故障であるか否かが判別出来
ない場合がある。

【００１５】また、多数の機械的な鍵を持ち歩かなくて
もよいが、何らかの出力装置を持ち歩く必要があるの
で、ポケットが膨らむ等の見栄え上の問題や、置き忘れ
等の種々の問題の発生も生じる。

【００１６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、電池の持続時
間が長く、しかも目が疲れない適度な照度の照明が可能
な照明装置付き手持ち器具を提供することである。そし
て、これにより、比較的広範囲における充分な照度の局
所照明を、補助者無しに実現しながら、長時間の暗闇作
業を可能にすることである。

【００１７】本発明の他の目的は、部品点数が少なく簡
易な構造の照明装置付き手持ち器具を提供することであ
る。そして、これにより、製作が容易で、かつ製作コス
トや製品コストの低減が容易な照明装置付き手持ち器具
を提供することである。

【００１８】本発明のさらに他の目的は、照明装置付き
手持ち器具の構造を利用して光信号を送信し、この光信
号を用いて、構成の簡単な施錠解錠システムを提供する
ことである。

【００１９】本発明のさらに他の目的は、複数の部屋の
ドアの鍵、複数の机の引き出しの鍵等を束にして持ち歩
く不便を解消できる施錠解錠システムを提供することで
ある。

【００２０】本発明のさらに他の目的は、周辺の機器へ
の影響も少なく、逆に携帯電話等の周辺機器からの影響
も少ない施錠解錠システムを提供することである。

【００２１】本発明のさらに他の目的は、視認が容易
で、システムのトラブル・シューティングが容易な施錠
解錠システムを提供することである。

【００２２】本発明のさらに他の目的は、雑音や直射日
光の影響を受けにくく、さらに使用条件の変化により信
頼性が失われることもない施錠解錠システムを提供する
ことである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の特徴は、第１の光学媒体によりモー
ルドされ、この第１の光学媒体の頂部より、所定の波長
の光を出力する半導体発光素子と、この半導体発光素子
を駆動する電源部と、第１の光学媒体を収納する第１の
空洞部を内部に有し、半導体発光素子の光を外部に出射
するための湾曲面からなる頂部を有する第２の光学媒体
と、この第２の光学媒体を収納する第２の空洞部を有す
る第３の光学媒体からなる手持ち軸部とを備えた手持ち
器具であることである。ここで、「手持ち器具」とは、
ドライバ、スパナ、レンチ等の手工具、ボールペン、シ
ャープペンシル、万年筆、マジックペン、毛筆ペン等の
筆記具、或いは棒口紅等の化粧器具等の、人間が手にし
て作業を行う器具である。さらに、電動ドライバ等の電
池式、充電式の電動工具も本発明の「手持ち器具」であ
る。従って、「電源部」はモータ等の他の装置の電源を
兼ねていてもかまわない。また、「半導体発光素子」と
しては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ等が
該当する。「所定の波長」とは、半導体レーザではほぼ
単一波長と見なせるであろうが、ＬＥＤでは一定のスペ
クトル幅を有するので、このスペクトル幅を考慮すべき
であることは勿論である。例えば、スペクトルのピーク
波長の意と定義しても良い。また、「手持ち軸部」と
は、ペン軸やドライバの柄のように作業する際に、作業
者が握る部位の意である。

【００２４】一般のＬＥＤ（樹脂モールドされたＬＥ
Ｄ）においては、樹脂モールド部が、本発明の第１の光
学媒体に相当する。この樹脂モールド部（第１の光学媒
体）の頂部の凸形状湾曲面以外の所から出る光は、いわ
ゆる迷光成分となり、照明には寄与しない。しかし、本
発明の第１の特徴においては、半導体発光素子が第１の
空洞部にほぼ完全に閉じこめられているので、これらの
迷光成分が有効に照明に寄与出来るようになる。即ち、
第１の空洞部の入射面（底部）以外の内壁面も、有効な
光の入射部として機能しうるのである。また、半導体発
光素子と第１の空洞部との間にはそれぞれの界面で反射
した光の成分が多重反射し、迷光成分となっている。従
来公知のレンズ等の光学系では、これらの迷光成分は、
照明に寄与できるように取り出すことは出来ない。しか
し、本発明では、これらの迷光成分も、第１の空洞部の
内部に閉じこめられているので、最終的には、照明に寄
与できる成分となりうる。この結果、樹脂モールド（第
１の光学媒体）の形状等に起因した光の取り出し効率
や、光学系相互の反射成分が迷光成分になることによる
光学的損失等に依存せず、ほぼ、内部量子効率とほぼ等
しい効率で、潜在的な半導体発光素子チップの光エネル
ギーを有効に外部に取り出すことが可能となる。このよ
うに第２の光学媒体で第１の光学媒体を覆うことにより
（半導体発光素子の数を多数必要とすることなく）、照
明に寄与する光ビームとして所望の照射面積の光束を確
保し、且つ所望の照度を簡単に得ることが出来る。この
照度は従来公知のレンズ等の光学系では達成不可能な照
度である。驚くことに、現在市販されているハロゲンラ
ンプを用いた細身の懐中電灯と同程度の照度がたった一
個の半導体発光素子（ＬＥＤ）で実現できる。そして、
この第２の光学媒体からの光を、「手持ち軸部」として
機能する第３の光学媒体に導き、被照明対象を局所照明
することにより、極めて高い照度を得ることが出来る。
これは、従来の半導体発光素子を用いた技術常識では全
く予測できない照度である。このため、第１の光学媒体
と第２の光学媒体との間をスペーサや接着剤で固定し、
第２の光学媒体と第３の空洞部（第３の光学媒体）との
間を着脱可能なように構成すれば、第２の光学媒体を露
出することにより、第２の光学媒体からの出力光を懐中
電灯や信号送信機の出力光として使用可能である。

【００２５】一方、あまり強い光が不要ならば、第２の
光学媒体と第３の光学媒体との間を固定し、第１の光学
媒体と第２の光学媒体との間を着脱可能なようにし、第
１の光学媒体の頂部から出る光を照明光源として使用可
能である。この場合でも、通常の半導体発光素子の明る
さは使用できる。

【００２６】この本発明の第１の特徴に係る手持ち器具
は、半導体発光素子を使用しているので、電力消費が少
なく、照明持続時間を長くすることができる。さらに、
この手持ち器具は、簡易な構造で構成できる。

【００２７】さらに、第３の光学媒体は、円筒形の第３
の空洞部を有し、この第３の空洞部に中心軸部を収納し
てもよい。「中心軸部」とは、例えば、ドライバにおい
ては、実際にネジ等に接して、このネジ等を廻す金属棒
等からなる中心軸であり、筆記具においては、ボールペ
ン、万年筆、マジックペン、毛筆ペン等の、インクカー
トリッジや墨汁カートリッジ等の意である。シャープペ
ンシルにおいては替芯カートリッジ等が「中心軸部」に
該当する。このように、第３の光学媒体の一部に中心軸
部を収納する構造を採用することにより、手持ち器具に
使用される部品点数を削減することができる。部品点数
の削減により、製作が容易となり、製作コストが削減で
きる。

【００２８】さらに、第２の光学媒体と第３の光学媒体
とを同一材料で一体として構成し、第１の光学媒体と第
２の光学媒体との間を着脱可能なようにすれば、部品点
数が実質的に減少し、より構造が簡単になる。

【００２９】本発明の第１の特徴に係る手持ち器具にお
いて、半導体発光素子は、複数の波長の光を出力するこ
とが好ましい。特に、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青
（Ｂ）色の３色の波長を有するようにすれば、この赤
（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の各波長の光の強
度比を変えることにより、中間色を含めた可視光領域の
すべての色が実現でき、この色合いの変化を楽しむこと
が出来る。また、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）
色の各波長の光の強度比を特定の信号として使用するこ
とも可能である。

【００３０】また、本発明の第１の特徴に係る手持ち器
具において、第３の光学媒体の作業用先端部近傍に光分
散部や光集光部をさらに備えるようにすれば、所望の被
照明領域に於ける比較的広い範囲の局所照明が可能とな
る。特に、第２の光学媒体で第１の光学媒体を覆うこと
により、半導体発光素子の光を極めて有効に集光してい
るので、比較的広い範囲の局所照明をしても、充分な照
度が得られる。

【００３１】本発明の第１の特徴に係る手持ち器具にお
いて、半導体発光素子は、白色光を出力するＬＥＤであ
ることが好ましい。これは、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及
び青（Ｂ）色の各波長の光を所定の強度比で混合するこ
とにより、実現できる。白色光は、目に自然で、やさし
い。このため、長時間の暗闇作業においても、疲労が少
ないという利点を有する。

【００３２】さらに、本発明の第１の特徴に係る手持ち
器具において、第３の光学媒体の屈折率の分布を不均一
に構成しても良い。例えば光ファイバーは屈折率の高い
芯（コア）部と屈折率の低い外被（クラッド）部から構
成されているが、樹脂製光ファイバーの複数本を集合
し、互いのクラッド部を融合し、一体化しこれを第３の
光学媒体として用いれば、第３の光学媒体の屈折率の分
布は、不均一になる。第３の光学媒体を構成する各ファ
イバーの端部を第２の光学媒体に対して所定の角度に配
向することにより、半導体発光素子の光を有効に第３の
光学媒体に導くことが出来る。そして、光ファイバーは
光の伝送効率が高いので、手持ち軸部（第３の光学媒
体）が長くなるような構造の手持ち器具には有効であ
る。樹脂製光ファイバーは安価で、熱による加工も容易
であるので、樹脂製光ファイバーを用いることにより、
簡単且つ低コストで、手持ち器具を製造することが可能
となる。

【００３３】さらに、本発明の第１の特徴に係る手持ち
器具において、半導体発光素子からの光に個人識別情報
を含ませ、特定の施錠対象物の解錠を、手持ち器具から
発せられた個人識別情報と施錠対象物に登録された個人
識別情報との一致を確認して行うことができる。例え
ば、上述したような、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青
（Ｂ）色の各波長の光の強度比を個人識別情報として使
用することが可能である。

【００３４】本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特
徴に係る手持ち器具を光信号を送信する信号発信部と
し、この手持ち器具と、この手持ち器具からの光信号を
受信する信号受信部を有する施錠対象物とから構成され
る施錠解錠システムであることである。即ち、本発明の
第２の特徴に係る施錠解錠システムを構成する手持ち器
具は、第１の光学媒体によりモールドされ、この第１の
光学媒体の頂部より、光信号を出力する半導体発光素子
と、第１の光学媒体を収納する第１の空洞部を内部に有
する第２の光学媒体と、手持ち軸部として機能し、且つ
第２の光学媒体を着脱可能なようにして収納する第２の
空洞部を有する第３の光学媒体とを具備する。一方、本
発明の第２の特徴に係る施錠解錠システムを構成する施
錠対象物は、手持ち器具から出射された光信号を受信す
る信号受信部と、受信された光信号が所望の信号である
か否かを確認し、所望の信号であることが確認された場
合に解錠を行うロック機構とを具備する。ここで、「施
錠対象物」としては、玄関のドア、各部屋のドア、自動
車のドア、机の引き出し、家具の引き出しや扉、印鑑箱
や小物箱の蓋、金庫の扉や蓋等の容器等の種々の施錠対
象物が含まれる。

【００３５】本発明の第２の特徴に係る施錠解錠システ
ムの信号発信部には、光信号に所定の個人識別情報を含
ませるために、光を変調し光信号を生成する変調部をさ
らに含めても良い。そして、施錠対象物は、受信された
光信号に含まれた個人識別情報が、施錠対象物に登録さ
れた個人識別情報に一致するか否か確認し、一致が確認
された場合にロック機構が解錠を行うように構成しても
良い。

【００３６】光信号としては、空間的なパターンの信号
を含めて、種々の信号が可能である。例えば、半導体発
光素子として、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色
の光を出力する半導体発光素子を用意し、これらの赤
（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の各波長の光の強
度比からなる光信号を個人識別情報として使用すること
により、信頼性が高く検出感度の高いセキュリティ・シ
ステムを構成出来る。

【００３７】本発明の第１の特徴において説明したよう
に、手持ち器具を構成する第２の光学媒体においては、
第２の光学媒体の空洞部の内部に第１の光学媒体を収納
することにより、極めて強い光ビームを有効に実現でき
る。従って、この強い光ビームを遠方の施錠対象物に平
行ビームとなるようにして、照射するようにすれば、照
射点（到達点）の位置が容易に視認できる。照明には白
色光が望ましいことは前述した。但し、昼間は、白色光
では、照射点が見にくいので、白色光を切り替えて、赤
（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３色光の内のい
ずれかを選択して行う方法も可能である。

【００３８】信号受信部は、半導体発光素子と全く同一
の光学的固有エネルギを持つ半導体材料からなる半導体
光検出器を用いればよい。ここで、「光学的固有エネル
ギ」とは、その半導体発光素子の主なる発光波長を決定
する半導体材料としての、それぞれの半導体材料に固有
のエネルギの意である。周知のように、半導体発光素子
の主なる発光波長を決定する要因としては、半導体材料
の禁制帯幅（エネルギギャップ）が最も代表的であろ
う。従って、禁制帯幅により発光波長が決定されている
場合は、信号受信部は、半導体発光素子と全く同一禁制
帯幅を持つ半導体材料からなる半導体光検出器を用いれ
ばよい。即ち、発光素子の光学的固有エネルギ（禁制帯
幅）と受光素子の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）を等
しくすることで、最も高感度な光検出が可能となる。不
純物準位がその発光波長に関与しているので有れば、半
導体材料に添加（ドープ）する不純物にも、考慮が必要
となる。この場合、半導体光検出器として、半導体発光
素子と全く同一の半導体発光素子を逆バイアスして、使
用することも可能であるし、光学的固有エネルギ（禁制
帯幅）が同一の半導体材料からなるアバランシェ・フォ
トダイオード（ＡＰＤ）を用いてもよい。さらに、半導
体発光素子と全く同一の光学的固有エネルギ（禁制帯
幅）を有する半導体材料を用いて構成したフォトトラン
ジスタを用いて、光出力を増幅しながら検出しても良
い。白色光は赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の
３色光の混合であるので、この３色光で３チャネルの光
信号の送受信を行うことで、揺らぎやノイズに強い光信
号の送受信ができる。更に赤外光や紫外光を追加して多
チャネルの光信号を形成してもかまわない。

【００３９】このような簡単な構成の施錠解錠システム
で、極めて高い感度で光信号の検出を行うことにより、
ロック機構の誤作動を防止し、安定した施錠動作又は解
錠動作を行うことができる。

【００４０】上述したように、平行ビームを用い、遠方
の施錠対象物に光を照射する遠隔操作もできるが、本発
明の第２の特徴に係る施錠解錠システムにおいて、施錠
対象物は第３の光学媒体の先端部と相似形の光学鍵穴を
設け、これに第３の光学媒体の先端部を差し込んで、光
信号を手持ち器具から信号受信部に伝達する手法も有効
な手法である。この場合は、光学鍵穴の側壁に半導体光
検出器を接して配置しておけば、効率よく光信号の伝達
が出来る。ドライバの中心軸のように長い中心軸を有す
る場合は、この光学鍵穴にドライバの中心軸が貫通でき
る穴を設けて、半導体光検出器と第３の光学媒体の先端
部とが直接接することが可能なような構造にすればよ
い。

【００４１】さらに、この光学鍵穴の内部に、第３の光
学媒体の先端部が挿入されたとき、押し込まれる構造の
押しボタンを設け、第３の光学媒体の先端部が挿入され
たときのみにおいて、信号受信部側の電源がオン状態と
なるようにしておけば、省エネルギー化が可能である。
また、机に直射日光が照射した時の、強力な太陽光によ
る迷光成分も有効に除去できるので、誤動作することも
ない。

【００４２】本発明の第３の特徴は、個人識別情報を含
む光信号を作成し、発信する信号発信部と、この光信号
を受信する信号受信部と、登録された個人識別情報との
一致を調べるロック機構とから構成された施錠解錠シス
テムであることである。ここで、信号発信部は、第１の
波長λ₁の光を発光する第１の半導体発光素子チップ
と、第１の波長λ₁とは異なる第２の波長λ₂の光を発光
する第２の半導体発光素子チップと、第１の光の強度Ｉ
₁及び第２の波長の光の強度Ｉ₂の比（＝Ｉ₁／Ｉ₂）を所
定の値に設定することにより個人識別情報を含む光信号
を生成する変調部とからなる。また、信号受信部は、第
１及び第２の半導体発光素子チップと同一の光学的固有
エネルギを有した半導体材料からなる第１及び第２の光
検知器とからなる。さらに、ロック機構は、第１及び第
２の光検知器の出力から生成した信号と、登録された個
人識別情報との一致を調べる比較器と、登録された個人
識別情報との一致が確認された場合に、解錠を行うロッ
ク・ドライバとからなる。施錠解錠システムは、本発明
の第２の特徴において説明したように、手持ち器具を信
号発信部として用いることが可能であるが、必ずしも、
手持ち器具に限定されない。手持ち器具以外に、時計や
携帯電話等の常時人間が身につけ、或いは携帯する種々
の機器や物品等に付加しても良く、ペンダント等の装飾
品等に組み込んでもかまわない。一方、信号受信部及び
ロック機構は、玄関、各部屋のドア、自動車のドア、机
や家具の引き出し、印鑑箱、小物箱、宝石箱、金庫の扉
等の施錠の必要な建造物、機器や物品に設置すればよ
い。ここで、「光学的固有エネルギ」とは、第２の特徴
で定義したように、その半導体発光素子の主なる発光波
長を決定するそれぞれの半導体材料に固有のエネルギの
意である。バンド間遷移により半導体発光素子の発光波
長が決定されているのなら、禁制帯幅のエネルギが光学
的固有エネルギであり、半導体発光素子の発光波長に不
純物準位が関与している場合は、この不純物準位により
定まる光学的遷移のエネルギが本発明で定義する光学的
固有エネルギである。

【００４３】光信号を遠方に伝送する場合は、受信され
る光強度が信号発信部と信号受信部との間の距離に依存
する可能性がある。しかし、本発明の第３の特徴に係る
施錠解錠システムにおいては、光強度の絶対値を、必要
な情報として検出しているのではなく、各色の相対的な
強度比（Ｉ₁／Ｉ₂）を検出しているので、距離が変化し
ても、必要な情報の信頼性が失われることはない。

【００４４】そして、信号受信部は、第１及び第２の半
導体発光素子チップと同一の光学的固有エネルギを有し
た半導体材料からなる第１及び第２の光検知器としてい
るので、波長共鳴効果により、最も高感度な光検出が可
能となる。この場合、半導体光検出器として、半導体発
光素子と全く同一の半導体発光素子チップを逆バイアス
して、フォトダイオードとして使用することも可能であ
るし、光学的固有エネルギが同一の半導体材料からなる
ＡＰＤやフォトトランジスタを構成してもよい。

【００４５】さらに、第３，第４，・・・・・の波長λ₃，λ
₄，・・・・・の光を発光する第３，第４，・・・・・の半導体発
光素子チップを信号受信部に加え、第３，第４，・・・・・
の半導体発光素子チップと同一の光学的固有エネルギを
有した半導体材料からなる第３，第４，・・・・・の光検知
器を信号受信部に追加して、多チャネルの光信号の伝達
を行っても良い。これらの、第１，第２，第３，第４，
・・・・・の波長λ₁，λ₂，λ₃，λ₄，・・・・・は赤外から紫外
に至る種々の波長が使用可能である。しかし、そのうち
少なくとも一つを、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色
等の特定の色の可視光としておけば、昼間でも、光ビー
ムの位置の視認が容易である。

【００４６】このように、各色の相対的な強度比を個人
識別情報を含むコード信号とし、信号送信部と信号受信
部との間で光信号を伝達しているので、セキュリティ機
能の極めて高い施錠解錠システムを実現することができ
る。

【００４７】なお、各色の相対的な強度比以外の信号処
理を更に重畳させることも可能である。例えば、第１，
第２，第３，・・・・・の波長λ₁，λ₂，λ₃，・・・・・の光の
パルスの順番やそのパルス幅を信号としても良い。

【００４８】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
第１乃至第３の実施の形態を説明する。以下の図面の記
載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符
号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、
外径と長さとの関係、各部の寸法の比率等は現実のもの
とは異なることに留意すべきである。したがって、具体
的な構造は以下の説明を参酌して判断すべきものであ
る。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率
が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【００４９】（第１の実施の形態：手持ち器具）図１及
び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る
手持ち器具は、第１の光学媒体２１２によりモールドさ
れ、この第１の光学媒体２１２の頂部より、所定の波長
の光を出力する半導体発光素子としての可視光ＬＥＤ２
０と、この半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０を駆動
する電源部２４と、第１の光学媒体２１２を収納する第
１の空洞部を内部に有し、半導体発光素子（可視光ＬＥ
Ｄ）２０の光を外部に出射するための湾曲面からなる頂
部を有する第２の光学媒体２１と、この第２の光学媒体
２１を収納する第２の空洞部１７を有する第３の光学媒
体１１からなる手持ち軸部（ペン軸）１０とを備えたボ
ールペンである。そして、この第３の光学媒体１１は、
円筒形の第３の空洞部を有し、この第３の空洞部には、
中心軸部（インクカートリッジ）１５が収納されてい
る。さらに、本発明の第１の実施の形態に係る手持ち器
具は、半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０を駆動する
電源部２４と、電源部２４の電源供給を制御するスイッ
チ部２６とを備えている。このボールペンのペン先（作
業用先端部）１４の最先端部分には自在に回転し紙面に
適度にインクを供給するための鋼鉄性ボールが配設され
ている。鋼鉄製ボールは、直径０．２ｍｍφ乃至０．８
ｍｍφ等の現在市販されている種々の大きさのものが使
用可能である。

【００５０】そして、図２に示すように、この手持ち器
具（ボールペン）は、筆記具本体１とライト部本体２と
に分解して、ライト部本体２を単独使用可能なように構
成されている。即ち、この手持ち器具（ボールペン）
は、筆記具本体１をライト部本体２に着脱自在に装着で
きるようになっている。

【００５１】インクカートリッジ１５は、ペン軸１０の
中心軸部分に配設されたカートリッジ取り付け穴１５Ａ
に、図１中及び図２中、右側のペン先方向から左側に向
かって取り付けられ、又インクがなくなり交換する際に
は左側から右側に向かってカートリッジ取り付け穴１５
Ａから取り外すようになっている。

【００５２】第３の光学媒体１１には、ＬＥＤ光の波長
に対する透過率が高く、その製作が容易で、しかも比較
的軽量な透明なアクリル樹脂、透明なプラスチック材料
を使用することができる。好みによって筆記具本体１に
重量感を持たせ、筆記しやすくすることが要求される場
合には、第３の光学媒体１１は透明なガラス材料で形成
してもよい。透明なガラス材料としては、石英ガラス、
ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等の種
々の材料が使用可能である。あるいは、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等の結
晶性材料を用いてもかまわない。ペン軸１０は、例えば
直径約12mm、全長約150mmの寸法で形成されている。

【００５３】コーティング層１２は、後述する光分散部
１９の領域を除き、第３の光学媒体１１の表面の大半に
配設されているが、場合によりこのコーティング層１２
を省略しても良い。ペン先部に光を集中したいときはこ
のコーティング層１２を用いれば良く、ペン軸１０から
の光を局所照明に用いたければ、コーティング層１２を
設ければ良い。後者の目的のコーティング層１２には、
第３の光学媒体１１の表面を保護し、かつ、ＬＥＤ光の
波長に対する第３の光学媒体１１の光の伝送効率を高め
るために、反射率が高い金属性コーティング層を使用す
ることができる。また、コーティング層１２には、ファ
ッション性を高め、或いはデザイン性を高めるために、
適度な透明性を有しかつ着色されたスケルトンタイプの
（半透明な）樹脂コーティング層や、不透明の着色され
た樹脂コーティング層を使用することができる。また、
コーティング層１２は、ある程度の光の透過率が得られ
れば、ラバーコーティング層や、塗装コーティング層で
あってもよい。例えば、コーティング層１２からの透過
光を有効に使うことにより、夜間歩行の安全用手持ち器
具や、コンサート会場に於ける遊技用手持ち器具として
のペンライトとして、使用可能である。

【００５４】光分散部１９は、第３の光学媒体１１の端
部表面を加工して形成すればよい。例えば、複数のＶ字
形状、Ｕ字形状、或いは扁平な凹部を、第３の光学媒体
１１の端部設ける方法や、細かな凹凸を設ける方法、或
いは比較的透明度の高い磨りガラス状に曇らせる方法等
が可能である。更に、ガラス等の透明材料の微粒子を第
３の光学媒体１１の端部に塗布や付着しても良い。いず
れにしても、光分散部１９は第３の光学媒体１１により
集光され伝達されてきた光を適度に分散させて暗闇筆記
に必要な範囲の紙面を明るく局所照明することができる
ような光学設計をすればよい。

【００５５】図１及び図２に示すように、筆記具本体１
の左端には、本発明の第２の光学媒体２１を収納する第
２の空洞部としての光学媒体結合部１７が配設されてい
る。この光学媒体結合部１７は、いわば、第２の光学媒
体２１を収納するソケット部（メス体）である。つま
り、光学媒体結合部１７にはライト部本体２の第２の光
学媒体（プラグ部：オス体）２１を挿入して結合するよ
うになっている。この第２の空洞部の底部は、第２の光
学媒体（プラグ部：オス体）２１の頂部の曲率半径とほ
ぼ等しい曲率半径の凹面をなしており、第２の光学媒体
２１からの光が有効に、第３の光学媒体１１に導くこと
が可能なように構成されている。また、この空洞部の内
径は、第２の光学媒体（プラグ部：オス体）２１の外径
（頂部以外の部分）の外径より、極僅か、例えば、０．
０５ｍｍ乃至０．２ｍｍ程度大きく形成されている。そ
して、光学媒体結合部（ソケット部）１７の端部（図２
において、左側）には、筆記具側結合部１８としての雌
ネジが設けられている。一方、ライト部筐体２３の一端
には、筆記具本体１の筆記具側結合部１８と連結される
雄ネジで形成されたライト側結合部２８が配設されてい
る。なお、ここでは、筆記具本体１とライト部本体２と
を、雄ネジ・雌ネジを用いて着脱する方式を例示した
が、はめ込み方式やクランプ形式等他の方式でもかまわ
ない。

【００５６】さらに、第３の光学媒体１１の内部におい
て、カートリッジ取り付け穴１５Ａの底面には反射ミラ
ー１１Ａが装着されている。この反射ミラー１１Ａは可
視光ＬＥＤ２０から発せられる光を反射させて照明効率
を高めるようになっている。

【００５７】さらに、図示を省略しているが、インクカ
ートリッジ１５を挿入する部分となる第３の光学媒体１
１の第３の空洞部の内壁、若しくはカートリッジの外壁
にも反射ミラーを設けてもよい。また、第３の空洞部の
内壁に、乱反射面となる細かな凹凸を設ければ、暗闇に
おいて、インクカートリッジ１５の挿入された部分が視
認出来ると同時に、この乱反射面からの光により、筆記
具本体１のまわりが、かすかに明るくなる効果も期待で
きる。前述したペンライトとしての使用目的の時は、第
３の空洞部の内壁に乱反射面を設けることは有効であ
る。

【００５８】一方、ライト部本体２は、ライト部筐体２
３と、ライト部筐体２３の図１中及び図２中右側に装着
された半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０と、ライト
部筐体２３の中央部分に配設された電源部２４と、ライ
ト部筐体２３の左端に配設されたスイッチ部２６とを備
えている。第１の光学媒体２１２の頂部は、市販の樹脂
モールドされたＬＥＤ２０の頂部の形状であり、所定の
曲率半径を有した凸面形状で形成されている。凸面形状
の頂部を除けば、樹脂モールドされたＬＥＤ２０は、例
えば、直径（外径）２〜３ｍｍφの円柱形状である。ま
た、第２の光学媒体２１は、第１の光学媒体２１２を収
納出来るように、第１の空洞部を有している。第１の空
洞部の側壁部は、樹脂モールドされたＬＥＤ２０を収納
できるように、直径（内径）２.５〜４ｍｍφの円筒形
状となっている。図示を省略しているが、ＬＥＤ２０と
第２の光学媒体２１とを固定するために、ＬＥＤ２０と
第２の光学媒体２１の収納部との間には、厚さ０．２５
〜０．５ｍｍ程度のスペーサ若しくは接着剤が挿入され
ている。このスペーサ若しくは接着剤は、ＬＥＤ２０の
主発光部を除く位置に配置すればよい。第２の光学媒体
２１は、凸形状の出射面となる頂部近傍を除けば、ほぼ
ＬＥＤ２０と同様な円柱形状である。この第２の光学媒
体２１の円柱形状部分の直径（外径）は、ライト部筐体
２３の外径より小さな所定の値に選べば良い。例えば、
６〜１１ｍｍφ程度に選べば良い。第２の光学媒体２１
の頂部は、所定の曲率半径を有した凸面形状で形成され
ており、この第２の光学媒体２１は可視光ＬＥＤ２０か
ら発せられる光を効率良く集光して、外部に出射可能な
ようになっている。

【００５９】一般の可視光ＬＥＤ（樹脂モールドされた
ＬＥＤ）においては、樹脂モールド（第１の光学媒体）
２１２の頂部の凸形状湾曲面以外の所から出る光は、い
わゆる迷光成分となり、照明には寄与しない。しかし、
本発明の第１の実施の形態においては、可視光ＬＥＤ２
０が第２の光学媒体２１の第１の空洞部にほぼ完全に閉
じこめられているので、これらの迷光成分が有効に照明
に寄与出来るようになる。即ち、第１の空洞部の入射面
（底部）以外の内壁面も、有効な光の入射部として機能
しうるのである。また、可視光ＬＥＤ２０と第１の空洞
部との間にはそれぞれの界面で反射した光の成分が多重
反射し、迷光成分となっている。従来公知のレンズ等の
光学系では、これらの迷光成分は、照明に寄与できるよ
うに取り出すことは出来ない。しかし、これらの迷光成
分も、本発明の第１の実施の形態においては、第１の空
洞部の内部に閉じこめられているので、最終的には、照
明に寄与できる成分となりうる。この結果、樹脂モール
ド（第１の光学媒体）２１２の形状等の光の取り出し効
率や、光学系相互の反射成分等に依存せず、ほぼ、内部
量子効率とほぼ等しい効率で、潜在的なＬＥＤチップの
光エネルギーを有効に取り出すことが可能となる。この
ようにして、本発明の第１の実施の形態に係る光学的構
造によれば、市販されている樹脂モールドされたＬＥＤ
２０の数を多数必要とすることなく、局所照明に寄与す
る光ビームとして所望の照射面積の光束を確保し、且つ
所望の照度を簡単に得ることが出来る。この照度は従来
公知のレンズ等の光学系では達成不可能な照度である。
驚くことに、現在市販されているハロゲンランプを用い
た細身の懐中電灯と同程度の照度がたった一個のＬＥＤ
で実現るのである。このように、本発明の第１の実施の
形態に係る光学的構造によれば、従来の技術常識では全
く予測できない照度を、図１及び図２に示すような簡単
な構造で、実現出来る。

【００６０】ライト部筐体２３は、内部に電源部２４を
収納できる筒状の中空円柱体、若しくはこれに類似な形
状で形成されている。ライト部筐体２３には、ステンレ
ス鋼、アルミニウム合金等の材料や、アクリル樹脂やプ
ラスチック材料等で形成することができる。ペン軸１０
と同様に、ライト部筐体２３は、例えば透明なアクリル
樹脂やプラスチック材料、又は適度に着色された半透明
か不透明のアクリル樹脂やプラスチック材料で形成して
もよい。ライト部筐体２３は、筆記具本体１のペン軸１
０と例えば同等の外径寸法で構成されている。

【００６１】図３に示すように、ＬＥＤチップ２１０
は、ベース基台（ステム）２０１に設けられた支持台
（ダイパッド）２０２の上にマウントされている。そし
て、このＬＥＤチップ２１０は、第１の光学媒体２１２
により樹脂モールドされている。第１のリード配線２０
３は、ＬＥＤチップ２１０の一方の電極（下部電極）
に、支持台（ダイパッド）２０２を介して、その一端が
接続され、他端は、ベース基台２０１を貫通して、その
裏面まで導出されている。同様に、第２のリード配線２
０４は、ＬＥＤチップ２１０の他方の電極（上部電極）
に、その一端が接続され、他端は、ベース基台２０１を
貫通して、その裏面まで導出されている。符号は付けな
いが、ＬＥＤチップ２１０の他方の電極（上部電極）と
第２のリード配線２０４との間はボンディングワイヤに
より電気的に接続されている。このようにして、可視光
ＬＥＤ２０は、ベース基台（ステム）２０１、支持台
（ダイパッド）２０２、ＬＥＤチップ２１０、第１のリ
ード配線２０３、第２のリード配線２０４及び第１の光
学媒体２１２等から構成されている。ベース基台（ステ
ム）２０１は、外周部をステンレス、真鍮や銅等の金属
で覆われたセラミックス等の絶縁体で構成してもよく、
第１の光学媒体２１２の一部として、第１の光学媒体２
１２と同一の材料で構成しても良い。また、図３では、
第１の光学媒体２１２とベース基台（ステム）２０との
間に、段差がある構造を示しているが、第１の光学媒体
２１２とベース基台（ステム）２０とを同一の外径で構
成し、両者の間の段差を無くしても良い。

【００６２】なお、本発明の第１の実施の形態に係る手
持ち器具に用いる可視光ＬＥＤ２０としては、種々の色
（波長）のＬＥＤが使用可能である。但し、暗闇筆記の
際の局所照明のためには、白色ＬＥＤが人間の目には自
然であるので好ましい。白色ＬＥＤは種々の構造のもの
が使用できる。たとえば、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び
青（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチップを縦に積層して構成し
ても良い。この場合、ベース基台（ステム）２０１か
ら、それぞれの色のＬＥＤチップに対応し、合計６本の
ピンが導出されても良い。また、第１の光学媒体２１２
及びベース基台（ステム）２０１の内部配線として、６
本のピンを２本にまとめ、外部ピンとしては２本設けら
れた構造としてもかまわない。また、一方の電極（接地
電極）を共通とすれば、外部ピンは４本でよい。また、
赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３枚のＬＥＤ
チップの駆動電圧を互いに独立に制御出来るようにして
おけば、あらゆる色の混合が可能であるので、色合いの
変化を楽しむことが可能である。

【００６３】第１の光学媒体２１２は、レンズ作用と同
時に、ＬＥＤチップ２１０を保護する機能を有するモー
ルド体である。この第１の光学媒体２１２には、例えば
透明な熱硬化性エポキシ樹脂やアクリル樹脂を使用する
ことができる。第１の光学媒体２１２の図３中右側の部
分は、所定の曲率半径を有した凸面形状で形成されてお
り、この第１の光学媒体２１２はＬＥＤチップ２１０か
ら発せられる光（白色光）を効率良く集光して第２の光
学媒体２１に出射するようになっている。

【００６４】図１及び図３に示すように、電源部２４
は、手持ち器具の携帯性を高め、かつ適度な照度を得る
ために、２個の直列に接続された単３形〜単５形の乾電
池２４１及び２４２により構成することが可能である。
或いはディスクタイプのリチウム電池やマンガンリチウ
ム電池等も使用可能である。なお、電源部２４は、必ず
しも上記の乾電池に限定されるものではなく、充電可能
な小型の他の種類のバッテリーで構成してもよい。

【００６５】スイッチ部２６は、その詳細な構成は省略
するが、基本的には回転式やプッシュ式等の簡単な構造
でよい（後述の第３の実施の形態で説明するセキュリテ
ィ機能を付加する場合は、このスイッチ部には、論理回
路やパルス発信器、電圧調整器等が組み込まれる）。ま
た、色合いの変化を楽しむ機能を付加したい場合は、ス
イッチ部２６に、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）
色の３枚のＬＥＤチップの駆動電圧を互いに独立に制御
出来る電圧調整器を内蔵させておけばよい。スイッチ部
２６の一方の端子は、ライト部筐体２の内側に配設され
た図示しない配線を通して可視光ＬＥＤ２０の第２のリ
ード配線２０４に接続されている。スイッチ部２６の他
方の端子は、図１に示すように、乾電池２４１及び２４
２を保持しつつ配線としても兼用される導電性弾性体２
５、乾電池２４２、２４１のそれぞれを通して、可視光
ＬＥＤ２０の第１のリード配線２０３に接続されてい
る。

【００６６】スイッチ部２６は、その構成を示していな
いが、ネジ等によりライト部筐体２の他端に着脱自在に
取り付け取り外しができるようになっており、このスイ
ッチ部２６をライト部筐体２から取り外した状態におい
て乾電池２４１及び２４２の交換が行われるようになっ
ている。第１の実施の形態において、導電性弾性体２５
は、例えば鉄、銅等の金属のコイルスプリングで形成さ
れている。なお、導電性弾性体２５は、金属板を折り返
した板ばねのようなものであってもよい。

【００６７】さらに、ライト部筐体２３の他端側の外周
には、手持ち器具を例えば背広のポケットに携帯してお
くためのクリップ３０が取り付けられている。

【００６８】この照明装置付き手持ち器具は、筆箱に入
れて或いは背広のポケットにクリップ３０を利用して携
帯することができる。そして、例えば研究発表会や講演
会のスライド上映中にメモを取りたい場合、夜の暗闇の
中で手帳にメモを取りたい場合等には、手持ち器具のス
イッチ部２６を操作することにより、図３に示すように
電源部２４から可視光ＬＥＤ２０のＬＥＤチップ２１０
に直流電流が流れ、ＬＥＤチップ２１０から白色光等の
可視光が発せられる。ＬＥＤチップ２１０から発せられ
た可視光は、図３中、矢印で示すように、第１の光学媒
体２１２でまず効率良く集光され、引き続き第２の光学
媒体２１、第３の光学媒体１１のそれぞれでも効率良く
集光され、第３の光学媒体１１を通してペン軸１０の内
部をペン先１４の方向に向かって伝播される。ＬＥＤチ
ップ２１０から発せられた可視光のうち、筆記具本体１
の軸心に沿ってペン先１４に向かう可視光はカートリッ
ジ取り付け穴１５Ａの底面の反射ミラー１１Ａで反射さ
れ、この反射された可視光は、第２の光学媒体２１の表
面や第１の光学媒体２１２の表面で再度反射されて漏れ
なくペン先１４に向って伝播されるようになっている。

【００６９】第３の光学媒体１１を伝播してきた可視光
は最終的には光分散部１９を通して分散され、暗闇筆記
に必要な適度な紙面の照度を得ることができる。この状
態で、ペン先１４の鋼鉄製ボールを紙面に対して回転さ
せることにより、このボールの回転に応じてインクカー
トリッジ１５から適度なインクを紙面に供給することが
できる。

【００７０】このように構成される本発明の第１の実施
の形態に係る照明装置付き手持ち器具によれば、ＬＥＤ
チップ２１０からの光を効率良く集光する第１の光学媒
体２１２、第２の光学媒体２１及び第３の光学媒体１１
を備え、照明効率を向上させることができるので、白熱
電球と同等の実用上充分な照度を得ることができる。さ
らに、この手持ち器具は、可視光ＬＥＤ２０を使用して
いるので、電力消費が少なく、照明持続時間を長くする
ことができる。例えば、白熱電球を使用する場合に比べ
て、数十倍から数百倍も長い照明持続時間を得ることが
できる。さらに、この手持ち器具は、可視光ＬＥＤ２０
に光を集光させる第１の光学媒体２１２、第２の光学媒
体２１及び第３の光学媒体１１を備えただけの簡易な構
造で構成することができる。また、この手持ち器具は、
簡易な構造なので、製作が容易で、製作コストも削減す
ることができる。

【００７１】さらに、第３の光学媒体１１を利用してペ
ン軸１０を形成しているので、筆記具本体１に使用され
る部品点数を削減することができる。部品点数の削減に
より、より一層簡易な構造の手持ち器具を実現すること
ができる。この結果、さらに、製作が容易で、かつ製作
コストが削減できる照明装置付き手持ち器具を実現する
ことができる。

【００７２】なお、本発明の第１の実施の形態に係る手
持ち器具は、第１の光学媒体２１２、第２の光学媒体２
１、第３の光学媒体１１、光分散部１９の少なくともい
ずれか１つに着色を施し、研究発表会や講演会などでメ
モをとる際に周囲の人に迷惑がかからない程度に、又デ
ザイン性を高めるために、白色光ではなく、赤（Ｒ）
色、黄色、紫色等の色を帯びた光を照射できるように構
成してもよい。

【００７３】以下に、本発明の第１の実施の形態の照明
装置付き手持ち器具の変形例（第１乃至第５の変形例）
について説明する。これらの第１乃至第５の変形例によ
っても、図１乃至図３に示す手持ち器具で得られる効果
と同様の効果を得ることができる。

【００７４】第１の変形例：図４（Ａ）に示す手持ち器
具（筆記具）は、図１乃至図３に示す手持ち器具（筆記
具）と基本的な構成は同一であるが、筆記具本体１のペ
ン先１４を保護し、ペン軸１０に着脱自在に取り付け取
り外しができるアウターキャップ３１を備えている。そ
して、このアウターキャップ３１にはクリップ３２が取
り付けられている。

【００７５】また、アウターキャップ３１の少なくと
も、ペン先１４近傍を透明材料で形成し、このペン先１
４近傍の幾何学的形状を所定の形状に選んでおけば、ア
ウターキャップ３１を付けたままでも懐中電灯として機
能させることが可能である。

【００７６】第２の変形例：図４（Ｂ）に示す手持ち器
具は、図４（Ａ）に示す筆記具（手持ち器具）と基本的
な構成は同一であるが、筆記具本体１を万年筆として構
成している。即ち、筆記具本体１は、万年筆のペン先１
４０と、このペン先１４０にインクを供給するインクカ
ートリッジ１５０とを備えて構成されている。

【００７７】この図４（Ｂ）に示す筆記具（手持ち器
具）においては、筆記具本体１を万年筆として構成して
いるが、図４（Ａ）に示す筆記具で得られる効果と同様
の効果を得ることができる。

【００７８】第３の変形例：図５（Ａ）に示す手持ち器
具は、図４（Ａ）に示す筆記具と基本的な構成は同一で
あるが、筆記具本体１を筆型ペン（毛筆ペン）として構
成している。即ち、筆記具本体１は、筆型ペンの毛筆ペ
ン先１４１と、この毛筆ペン先１４１に墨汁を供給する
墨汁カートリッジ１５１とを備えて構成されている。

【００７９】この図５（Ａ）に示す筆記具においても、
図４（Ａ）に示す筆記具で得られる効果と同様の効果を
得ることができる。

【００８０】第４の変形例：図５（Ｂ）に示す手持ち器
具は、図４（Ａ）に示す筆記具と基本的な構成は同一で
あるが、筆記具本体１をマジックペンシルとして構成し
ている。即ち、筆記具本体１は、マジックペンシルのペ
ン先１４２と、このペン先１４２にマジックインクを供
給するマジックインクカートリッジ１５２とを備えて構
成されている。

【００８１】この図５（Ｂ）に示す筆記具においても、
図４（Ａ）に示す筆記具で得られる効果と同様の効果を
得ることができる。

【００８２】第５の変形例：図６に示す手持ち器具は、
図１乃至図３に示す筆記具と基本的な構成は同一である
が、筆記具本体１をシャープペンシルとして構成してい
る。即ち、筆記具本体１は、芯１８０をガイドする芯先
ガイド１６１及びチャックスリーブストッパー１６２を
含むペン先１６０と、複数本の替芯１８１を収納してお
く替芯カートリッジ１７０と、この替芯カートリッジ１
７０に替芯１８１を補給するために着脱自在に装着され
たカートリッジ蓋１７６と、芯１８０を芯先ガイド１６
１から適量送り出すためのノック機構とを備えている。

【００８３】ノック機構は、芯１８０を保持するととも
に軸心方向に移動可能なチャック１７３と、このチャッ
ク１７３の開閉動作を制御するチャックスリーブ１７２
と、チャック１７３と替芯カートリッジ１７０との間を
連結する連結管１７１と、チャックスリーブストッパー
１６２で軸心方向の動きが止められたチャックスリーブ
１７２内部にチャック１７３が配設されるように作用す
るコイルスプリング１７４と、替芯カートリッジ１７０
に取り付けられ連結管１７１を介してチャック１７３を
軸心方向にスライドさせるためのスライダー１７５とを
備えて構成されている。

【００８４】つまり、ノック機構は、スライダー１７５
をペン先１６０の方向にスライドさせることによって、
連結管１７１を介してチャック１７３をチャックスリー
ブ１７２から抜け出るように押し出し、チャックスリー
ブ１７２から抜け出ることでチャック１７３を開き、こ
の状態でチャック１７３の移動とともに芯１８０を適量
送り出すようになっている。そして、ノック機構は、ス
ライダー１７５に加えていた力を解除することによっ
て、コイルスプリング１７４が元の位置に戻るように作
用するので、チャックスリーブ１７２の内部にチャック
１７３を収納してチャック１７３を閉じ、このチャック
１７３で芯１８０を保持するようになっている。

【００８５】（第２の実施の形態：施錠解錠システムの
基本）本発明の第２の実施の形態は、本発明の第１の実
施の形態に係る照明装置付き手持ち器具の基本的な構造
を利用して、この手持ち器具から光信号を送信し、玄関
や門、各部屋のドア、自動車のドア、机の引き出し、家
具の引き出しや扉、印鑑箱や小物箱の蓋等の施錠対象物
に対して施錠や解錠を行う施錠解錠システムを説明する
ものである。

【００８６】図７に示すように、本発明の第２の実施の
形態に係る施錠解錠システムは、手持ち器具からなる信
号発信部４とし、この信号発信部（手持ち器具）４と、
この信号発信部（手持ち器具）４からの光信号を受信す
る信号受信部５を有する施錠対象物とから構成される。
即ち、本発明の第２の実施の形態に係る施錠解錠システ
ムを構成する手持ち器具は、第１の光学媒体４１２によ
りモールドされ、この第１の光学媒体４１２の頂部よ
り、光信号を出力する半導体発光素子としての可視光Ｌ
ＥＤ４０と、第１の光学媒体４０を収納する第１の空洞
部を内部に有する第２の光学媒体４１と、ペン軸として
機能し、且つ第２の光学媒体を着脱可能なようにして収
納する第２の空洞部を有する第３の光学媒体１１とを具
備する。一方、施錠対象物は、信号発信部（手持ち器
具）４から出射された光信号を受信する信号受信部５
と、受信された光信号が所定の信号であると判定された
場合に解錠を行うロック機構６とを具備する。さらに、
施錠対象物には、信号受信部５に電源を供給する駆動電
源部７が含まれている。

【００８７】第３の光学媒体１１からなる筆記具本体１
は、本発明の第１の実施の形態に係る手持ち器具で説明
した筆記具本体１（第１の変形例から第５の変形例で説
明した筆記具本体１が含まれる。）と同一のものである
ので、詳細な説明は省略する。

【００８８】信号発信部４は、本発明の第１の実施の形
態に係る手持ち器具で説明したライト部本体２と基本的
な構成は同一であり、照明器具としても使用することが
できるが、第２の実施の形態においては、信号受信部５
に光信号を送信出来るように構成されている。即ち、信
号発信部４は、信号受信部５に光信号を送信し、これに
よりロック機構６を制御し、机の引き出し等の施錠又は
解錠を行う「電子鍵」としての送信器を構築できるよう
になっている。

【００８９】即ち、信号発信部４は、半導体発光素子チ
ップ（可視光ＬＥＤチップ）４１０と、可視光ＬＥＤチ
ップ４１０から発せられる光（光信号）を集光させる第
１の光学媒体４１２及び第２の光学媒体４１と、可視光
ＬＥＤチップ４１０を駆動する電圧を供給する電源部４
４と、電源部４４の電源供給を制御するスイッチ部４６
とを備えて構成されている。可視光ＬＥＤチップ４１０
とこれをモールドする第１の光学媒体４１２とで、半導
体発光素子（可視光ＬＥＤ）４０が構成されている。な
お、本発明の第２の実施の形態に係る施錠解錠システム
に用いる可視光ＬＥＤ４０としては、本発明の第１の実
施の形態と同様に、種々の色（波長）のＬＥＤが使用可
能である。但し、暗闇筆記の際の局所照明に用いるこ
と、及び後述する（第３の実施の形態参照）各色の発光
強度の比による符号化を実施することを考えれば、白色
ＬＥＤが好ましい。白色ＬＥＤは種々の構造のものが使
用できる。たとえば、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青
（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチップを縦に積層して構成して
も良い。この場合、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青
（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチップを互いに独立に並列動作
させる必要性を考慮すると、それぞれの色の電源回路を
並列に設け、独立の制御回路を付加しておくことが好ま
しい。また、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色のＬＥＤは、赤
（Ｒ）色のＬＥＤに対して、一般に動作電圧が高いの
で、内部抵抗等を設けて、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び
青（Ｂ）色の３色のバランスをとっても良い。色による
符号化を実施しない場合は、内部抵抗等を設けて、電圧
のバランスをとれば、電源部４４及びこの電源部４４の
電源供給を制御するスイッチ部４６を共通として、赤
（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３枚のＬＥＤチ
ップを同時に並列動作させることが可能である。

【００９０】但し、昼間は、白色光を出力することがで
きる可視光ＬＥＤ（白色ＬＥＤ）では、ビームとして施
錠対象物を照射した場合に、その照射点が見にくいの
で、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３色光の
内のいずれかを選択的に照射するようにしても良い。い
ずれにしても、手持ち器具として使用する時は、白色光
を発し、セキュリティ機能を付加する等の所定の情報処
理が必要な際には、特定の色のＬＥＤの発光強度やパル
ス幅、順序等を独立に制御出来るように、スイッチや論
理回路で、ＬＥＤの動作モードを切り替えて使用出来る
ようにしておいても良い。このような場合は、図１に示
したスイッチ部２６は、第１の実施の形態のような簡単
な構造ではなく、ＲＡＭ等の半導体メモリ、論理回路や
パルス発信器、電圧調整器等の変調部（第３の実施の形
態参照）を構成する所定の電子回路が組み込まれる。

【００９１】本発明の第１の実施の形態と同様な構造
（図２参照）により、信号発信部４の一端（頂部）側は
プラグ形状をなし、筆記具本体１の端部のなすソケット
形状部に挿入され、着脱自在に装着できるようになって
いる。プラグ形状の一部に雄ネジ、ソケット形状の一部
に雌ネジを設けておけばよい。筆記具本体１のペン軸１
０を構成する第３の光学媒体１１は、プラグ形状をなす
第２の光学媒体４１を介して伝播されてきた光信号をさ
らに効率良く集光出来る幾何光学的形状をなしており、
集光後これを先端部方向に伝播させ、この伝播されてき
た光信号は光分散部１９を通して最終的に外部に出力さ
れる。

【００９２】一方、施錠対象物を構成するロック機構６
は、比較器等を用い、光検出器５０の出力電流のレベル
判定、若しくは抵抗を介して出力電圧のレベル判定を
し、所定の光入力が入力されたか否かを判断する。所定
の光入力が入力されたと判断されたときのみ、ロック機
構６は、所定の駆動メカニズムにより、解錠動作を行
う。そして、ロック機構６は、光検出器５０が所定の光
入力を検出しなければ、施錠状態（ロック状態）を維持
している。また、解錠動作後は、所定のタイマーにより
自動的に施錠しても良く、再び所定の光入力を光検出器
５０が検出したときロック機構６が施錠動作をするよう
にしても良い。

【００９３】信号受信部５には、種々の光検出器５０が
採用可能であるが、フォトダイオード等の半導体光検出
器がコンパクト化に適し、また高感度である。フォトダ
イオード５０としては、半導体発光素子（可視光ＬＥ
Ｄ）４０と全く同一の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）
を持つ半導体材料からなるダイオードを用いればよい。
即ち、発光素子の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）と受
光素子の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）を等しくする
ことで、波長選択性を有した最も高感度な光検出が可能
となる。光検出器（フォトダイオード）５０において
は、光学的固有エネルギ（禁制帯幅）より大きなエネル
ギの光が入力されない限り電流が流れないが、特に、光
学的固有エネルギ（禁制帯幅）と同じエネルギを有した
光が入力した場合には波長共鳴効果が加わるので、極め
て高感度検出となる。この場合、フォトダイオード５０
として、可視光ＬＥＤと全く同一のＬＥＤを逆バイアス
にして使用することも可能である。また、光検出器５０
として、光学的固有エネルギ（禁制帯幅）が可視光ＬＥ
Ｄと全く同一の半導体材料からなるＡＰＤを用いても良
い。さらに、光検出器５０としては、可視光ＬＥＤと全
く同一の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）を有する半導
体材料を用いて構成したフォトトランジスタを用いても
良い。

【００９４】例えば、ロック機構６がロック機構６に前
もって登録された波長スペクトルと全く同一の波長スペ
クトルの白色光が入力したときのみ、ロック機構６を解
除させるような動作をさせることができる。本発明の第
２の実施の形態に係る施錠解錠システムに白色ＬＥＤを
用いた場合には、周知のように、白色光は赤（Ｒ）色、
緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３色の光の混合であるの
で、この３色光で信号の送受信を行うことになる。即
ち、３チャネルの信号伝送系を有するので、揺らぎやノ
イズに強く、信号受信部５において極めて高い感度で光
検出を行い、施錠解錠を行うことができる。

【００９５】一般に信号受信部５は、玄関や門、各部屋
のドア等に設置する場合には、スペース的な余裕があ
る。従って、信号受信部５において、信号発信部４の可
視光ＬＥＤ４０からの光を集光するためには、このスペ
ース的な余裕を考慮すれば、種々のレンズ等の周知の光
学系が採用可能である。また光路の可逆性を考えれば、
筆記具１に用いられている光学媒体と同一の光学系を採
用して、光検出器５０に光信号を集光させることも可能
である。

【００９６】なお、スペース的な余裕があるのであれ
ば、光電子増倍管等の半導体光検出器以外の光検出器の
使用が可能である。この場合は、それぞれの色に対応し
た色フィルタを付加することが好ましい。また、半導体
光検出器の場合は、先に述べたように、可視光ＬＥＤ４
０と全く同一の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）を持つ
半導体材料を用いることにより、光フィルタを内蔵した
と等価な効果を発揮しているが、更に、それぞれの色フ
ィルタを付加すれば、長波長側の検出器が短波長の光の
影響を受けなくなるので、好ましい。

【００９７】このようにして、施錠動作又は解錠動作の
安定性に優れた施錠解錠システムを構成できる。

【００９８】図７に示す本発明の第２の実施の形態に係
る施錠解錠システムは、信号発信部４と信号受信部５と
が近接していれば、充分に機能する。しかし、第３の光
学媒体１１を介して伝播されてきた光信号は、光分散部
１９を通して、分散するように外部に出力されるため、
遠方の標的を照射するのは不利である。光分散部１９
は、暗闇筆記時の便宜を考慮して構成した構造であり、
光信号の遠方への送信についての考慮はされていない。
そこで、遠方の標的に対して、光信号を照射し、信号受
信部５に受信された信号に基づき、施錠又は解錠を行う
ためには、図８のように、筆記具本体１をライト部本体
２から取り外し、ライト部本体２の第２の光学媒体４１
露出させて使う方が好ましい。第２の光学媒体４１露出
させ、この第２の光学媒体４１の表面からの平行光線ま
たは、所定の焦点距離に集光された光で信号受信部５
に、光を照射すれば、遠方の標的に対して、有効な光信
号を照射して、施錠動作又は解錠動作を行うことが出来
る。

【００９９】図８は、遠隔操作可能な施錠解錠システム
の概略構成図である。第１の実施の形態において、本発
明の手持ち器具は、筆記具本体１とライト部本体２とに
分解して、ライト部本体２を単独使用可能なように構成
されていることを説明した。図８においては、信号発信
部４は、筆記具本体１を取り外した状態のライト部本体
２であり（図２参照）、第２の光学媒体４１の表面から
の平行光線で、信号受信部５に、光を照射している。施
錠対象物側は、図７と全く同一の構成で、信号受信部５
とこれに電源を供給する駆動電源部７、及び信号受信部
５の出力に応じて動作するロック機構６とから構成され
ている。そして、ロック機構６は、光検出器５０の出力
電流若しくは、出力電圧のレベル判定をし、所定の光入
力が入力されたか否かを判断する。他は、図７と基本的
に同じであるので、説明を省略する。

【０１００】図９（ａ）は、図８に対応した平行ビーム
で遠隔操作する場合で、図９（ｂ）は、図７に対応し
た、近接操作する場合の具体例である。図９（ａ）に示
す施錠解錠システムは、施錠対象物である机８１に組み
込まれており、引き出し８３の前板８５内側近傍に信号
受信部５、ロック機構６としての電磁ソレノイド６０、
電磁ソレノイド６０に駆動電流を供給する駆動電源部７
とを備えている。机８１には施錠時に電磁ソレノイド６
０のシャフトが入り込む施錠穴８２が配設されている。
また、引き出し８３の前板８５には外側に通じる光信号
取り込み穴（光学鍵穴）８４が配設されている。信号発
信部４の可視光ＬＥＤ４０の光以外の太陽光等による迷
光で誤動作を防止するためには、光信号取り込み穴（光
学鍵穴）８４は、前板８５の厚みに比して相対的に小さ
な直径の貫通孔として構成しておけばよい。即ち、平行
ビームのみが有効に、光信号取り込み穴（光学鍵穴）８
４を介して信号受信部５に到達するようにしておけばよ
い。

【０１０１】この図９（ａ）に示す施錠解錠システムに
おいては、信号発信部４の可視光ＬＥＤ４０から発せら
れた光信号を光信号取り込み穴（光学鍵穴）８４を通し
て信号受信部５で受信し、この信号受信部５で受信され
た光信号に基づき駆動電源部７から電磁ソレノイド６０
に駆動電流が供給される。この電磁ソレノイド６０のシ
ャフトを例えば駆動電流により降下させた場合には、施
錠穴８２とシャフトとの結合が外れ、解錠動作を行うこ
とができる。逆に、電磁ソレノイド６０のシャフトを駆
動電流により上昇させた場合には、施錠穴８２にシャフ
トを結合させ、施錠動作を行うことができる。

【０１０２】一方、近接操作する場合は、光信号取り込
み穴（光学鍵穴）８４の構造が異なる。図９（ｂ）に示
すように、光学鍵穴８４は、筆記具本体１の先端部の光
分散部１９を収納できるように、光分散部１９の外径よ
り、極僅か、例えば０．１乃至０．３ｍｍ程度大きい内
径となる相似形をなしている。そして、光学鍵穴８４の
内部に丁度、光分散部１９が収納された状態で信号受信
部５の光検出器に光（分散光）が到達するようになって
いる。最近接位置に、光検出器を配置することにより、
分散光であっても、有効な光強度を維持することが出来
る。

【０１０３】さらに、図示を省略しているが、光学鍵穴
８４の内径部の一部に、押しボタンを設けても良い。そ
して、光学鍵穴８４の内部に、筆記具本体１の先端部が
挿入されたとき、押しボタンが押し込まれ、この押しボ
タンにより、信号受信部側の電源がオン状態となるよう
にしておけば、省エネルギー化が可能である。また、机
に直射日光が照射した時の誤動作等の防止も可能であ
る。

【０１０４】さらに、図９（ｂ）に示す信号受信部５の
光検出器として１次元若しくは２次元のイメージセンサ
を用い、光分散部１９の表面に暗号化（コード化）され
た所定の空間パターンを設けておけば、特定の人間の持
つ特定の手持ち器具の所定のパターンを識別したときの
み、解錠できるように出来る。さらに、第３の光学媒体
１１の一部もしくは、光分散部１９の一部にホログラム
カラーフィルタを設けておき、信号受信部５でホログラ
ムパターンを認識するようにしても良い。

【０１０５】なお、信号受信部５、ロック機構６及び駆
動電源部７を備えた施錠解錠システムは、図９に示した
施錠対象物である机８１の引き出し８３の前板８５に組
み込まれる場合に限定されるものではなく、例えば家具
の引き出しや扉、印鑑箱や小物箱の蓋、金庫の扉や蓋等
の種々の施錠対象物に組み込むことができる。さらに、
塀や門、玄関のドア、各部屋のドア、自動車のドア等を
施錠対象物として使用することもできる。

【０１０６】（第３の実施の形態：セキュリティ機能を
有した施錠解錠システム）上記の図９（ｂ）に関連し
て、空間的なパターンを認識する方法をのべたが、この
例で理解できるように、所定の個人識別情報を光信号と
して用いることにより、本発明の照明装置付き手持ち器
具は、セキュリティ機能を向上させた施錠解錠システム
に適用可能である。本発明の第３の実施の形態において
は、このようなセキュリティ機能を有する施錠解錠シス
テムについて説明する。

【０１０７】図１０に示すように、本発明の第３の実施
の形態に係るセキュリティ機能を有する施錠解錠システ
ムは、手持ち器具を光信号を送信する信号発信部４と
し、この手持ち器具（信号発信部）４と、この手持ち器
具（信号発信部）４からの光信号を受信する信号受信部
５を有する施錠対象物とから構成される施錠解錠システ
ムであることである。即ち、本発明の第３の実施の形態
に係る手持ち器具は、第１の光学媒体４１２によりモー
ルドされ、この第１の光学媒体４１２の頂部より、光信
号を出力する半導体発光素子としての可視光ＬＥＤ４０
と、所定の個人識別情報を含ませるために、光を変調し
光信号を生成する変調部４００と、第１の光学媒体４１
２を収納する第１の空洞部を内部に有する第２の光学媒
体４１と、ペン軸として機能し、且つ第２の光学媒体４
１を着脱可能なようにして収納する第２の空洞部を有す
る第３の光学媒体１１とを具備する。一方、本発明の第
３の実施の形態に係る施錠対象物は、手持ち器具（信号
発信部）４から出射された光信号を受信する信号受信部
５と、受信された光信号に含まれた個人識別情報が、施
錠対象物に登録された個人識別情報に一致するか否か確
認し、一致が確認された場合に解錠を行うロック機構６
とを具備する。さらに、施錠対象物には、信号受信部５
に電源を供給する駆動電源部７が含まれている。

【０１０８】ここで、半導体発光素子としての可視光Ｌ
ＥＤ４０は、第１の波長λ₁（赤色）の光を発光する第
１の半導体発光素子チップ（ＬＥＤチップ）４１０
（Ｒ）と、第１の波長λ₁とは異なる第２の波長λ₂（緑
色）光を発光する第２の半導体発光素子チップ（ＬＥＤ
チップ）４１０（Ｇ）と、第１及び第２の波長λ₁，λ₂
とは異なる第３の波長λ₃（青色）光を発光する第２の
半導体発光素子チップ（ＬＥＤチップ）４１０（Ｂ）と
を有している。そして、変調部４００は、第１の光の強
度Ｉ₁及び第２の波長の光の強度Ｉ₂の比（＝Ｉ₁／
Ｉ₂）、第２の光の強度Ｉ₂及び第３の波長の光の強度Ｉ
₃の比（＝Ｉ₂／Ｉ₃）、或いは第３の光の強度Ｉ₃及び第
１の波長の光の強度Ｉ₁の比（＝Ｉ₃／Ｉ₁）等を所定の
値に設定することにより個人識別情報を含む光信号を生
成する。また、信号受信部は、第１、第２及び第３の半
導体発光素子チップ４１０（Ｒ），４１０（Ｇ），４１
０（Ｂ）と同一の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）を有
した半導体材料からなる第１、第２及び第３の光検知器
５１（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）とからなる。さら
に、ロック機構６は、第１、第２及び第３の光検知器５
１（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）の出力から生成した
信号と、登録された個人識別情報との一致を調べる比較
器６３１と、登録された個人識別情報との一致が確認さ
れた場合に、解錠を行うロック・ドライバ６３２とから
なる。さらに、ロック機構６は、ＲＡＭ６３２を具備
し、個人識別情報はＲＡＭ６３２に記憶させておくこと
が出来る。

【０１０９】既に、第１の実施の形態において説明した
ように、赤色のＬＥＤチップ４１０（Ｒ）、緑色のＬＥ
Ｄチップ４１０（Ｇ）及び青色のＬＥＤチップ４１０
（Ｂ）の３枚のＬＥＤチップを縦に積層して構成して、
白色ＬＥＤを構成できる。図１０においては、変調部４
００は、これら赤色のＬＥＤチップ４１０（Ｒ）、緑色
のＬＥＤチップ４１０（Ｇ）及び青色のＬＥＤチップ４
１０（Ｂ）の３枚のＬＥＤチップをそれぞれ、独立に制
御する。この変調部４００は、電源部４４からの電圧
を、赤色のＬＥＤチップ４１０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチ
ップ４１０（Ｇ）及び青色のＬＥＤチップ４１０（Ｂ）
の３枚のＬＥＤチップにそれぞれ独立に制御することに
より、各色の相対的強度を制御し、その混合比により任
意の色が出力出来るようになっている。たとえば、変調
部４００は、３枚のＬＥＤチップのそれぞれを８ビット
の多値階調データをＤ／Ａ変換して、制御する。このた
め、変調部４００は、電源部４４からの電圧を、それぞ
れ８ビットの信号で、３回路分独立に制御できるＤ／Ａ
変換器と電圧調整器を有している。また、変調部４００
は、電源部４４からの電圧の供給だけでなく、赤色のＬ
ＥＤチップ４１０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチップ４１０
（Ｇ）及び青色のＬＥＤチップ４１０（Ｂ）の３枚のＬ
ＥＤチップに印加する電源電圧のパルス幅及び繰り返し
周波数の調整、さらには、２値のコード化された信号と
して所定の符号化を行ってもよい。このような場合は、
論理回路やパルス発信器等の電子回路が変調部４００に
組み込まれる。また、８ビットの多値階調の各色のデー
タ、或いは、２値のコード化された信号等を記憶するＲ
ＡＭ等の半導体メモリも組み込まれている。これらの変
調部４００に必要な、ＲＡＭ等の半導体メモリ、論理回
路やパルス発信器、電圧調整器等の電子回路等は、図１
に示したスイッチ部２６に、１チップの半導体集積回路
として組み込まれている。この半導体集積回路にマイク
ロプロセッサを組み込んでも良い。これらの半導体集積
回路により、セキュリティ機能を付加するために必要な
特定の色の強度やパルス幅、順序等を独立に制御し、こ
れらの情報を蓄えておくことが出来る。

【０１１０】さらに、図１に示した構造のライト部本体
２のどこかに、テンキーやその他の文字入力用のキーボ
ード等を備え、このテンキーやキーボード等により、よ
り複雑なコード信号や暗号を入力できるようにしておく
ことも可能である。この場合には、筆記具本体１をライ
ト部本体２から取り外し、筆記具本体１のペン先を用い
て、キーボード等を操作すればよい。このキーボード等
は、例えば、図１に示すクリップ３０に設けても良い。

【０１１１】一方、本発明の第３の実施の形態に係る施
錠解錠システムの信号受信部５は、赤色帯域の半導体光
検出器５１（Ｒ）、緑色帯域の半導体光検出器５２
（Ｇ）、青色帯域の半導体光検出器５３（Ｂ）の並列接
続回路で構成されている。これらの半導体光検出器５１
（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）としては、赤色のＬＥ
Ｄチップ４１０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチップ４１０
（Ｇ）及び青色のＬＥＤチップ４１０（Ｂ）のそれぞれ
と全く同一の光学的固有エネルギ（禁制帯幅）を持つ半
導体材料からなるフォトダイオード５１（Ｒ），５２
（Ｇ），５３（Ｂ）を用いればよい。即ち、発光素子の
光学的固有エネルギ（禁制帯幅）と受光素子の光学的固
有エネルギ（禁制帯幅）を等しくすることで、波長選択
性を有した最も高感度な光検出が可能となる。なぜな
ら、光検出器（フォトダイオード）５１（Ｒ），５２
（Ｇ），５３（Ｂ）においては、禁制帯幅以上のエネル
ギを有した光が入力されない限り電流が流れず、禁制帯
幅と同一のエネルギの光が入力した場合には波長共鳴効
果が加わるので、極めて高感度検出となるからである。
この場合、フォトダイオード５１（Ｒ），５２（Ｇ），
５３（Ｂ）として、赤色のＬＥＤチップ４１０（Ｒ）、
緑色のＬＥＤチップ４１０（Ｇ）及び青色のＬＥＤチッ
プ４１０（Ｂ）と全く同一のＬＥＤを逆バイアスにして
使用することも可能である。また、光検出器５１
（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）として、禁制帯幅が可
視光ＬＥＤと全く同一の半導体材料からなるＡＰＤを用
いても良い。さらに、光検出器５１（Ｒ），５２
（Ｇ），５３（Ｂ）としては、赤色のＬＥＤチップ４１
０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチップ４１０（Ｇ）及び青色の
ＬＥＤチップ４１０（Ｂ）と全く同一の禁制帯幅を有す
る半導体材料を用いて構成したフォトトランジスタを用
いても良い。さらに、フォトトランジスタをダーリント
ン接続して構成すれば、より高感度な検出が可能であ
る。

【０１１２】そして、ロック機構６は、さらに、レベル
判定器６１１，６１２，６１３、波形整形回路（若しく
はＡ／Ｄ変換器）６２１，６２２，６２３を有してい
る。即ち、各色の光検出器５１（Ｒ），５２（Ｇ），５
３（Ｂ）の出力側には、それぞれ、レベル判定器６１
１，６１２，６１３が接続され、レベル判定器６１１，
６１２，６１３の出力側には波形整形回路（若しくはＡ
／Ｄ変換器）６２１，６２２，６２３が接続されてい
る。そして、それぞれの光検出器５１（Ｒ），５２
（Ｇ），５３（Ｂ）の出力が所定のレベルに達した時の
み、２値若しくは多値の出力を波形整形回路６２１，６
２２，６２３が出力する。波形整形回路６２１，６２
２，６２３からは、それぞれ、例えば、８ビットの多値
階調信号を出力する。そして、ＲＡＭ６３２に格納され
た８ビットの各色の多値階調データと比較器６３１で比
較し、一致が確認された時のみ、ロック・ドライバ６４
０を駆動し、解錠動作を行う。もし、比較器６３１で一
致が確認されなけければ、ロック・ドライバ６４０を施
錠状態（ロック状態）を維持している。また、解錠動作
後は、所定のタイマー等により一定の時間経過後に自動
的に施錠しても良く、再び所定の光入力を光検出器５１
（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）が検出し、再び比較器
６３１がＲＡＭ６３２に格納された８ビットの多値階調
データと一致が確認された時に、ロック・ドライバ６４
０が施錠動作をするようにしても良い。

【０１１３】さて、上記において、赤色のＬＥＤチップ
４１０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチップ４１０（Ｇ）及び青
色のＬＥＤチップ４１０（Ｂ）のそれぞれと全く同一の
禁制帯幅を持つ半導体材料からなるフォトダイオード５
１（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）を用いれば、波長選
択性を有した最も高感度な光検出が可能と説明したが、
赤色のＬＥＤチップ４１０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチップ
４１０（Ｇ）及び青色のＬＥＤチップ４１０（Ｂ）のそ
れぞれの発光のタイミングは注意が必要である。即ち、
赤（Ｒ）色の光により、緑色の半導体光検出器５２
（Ｇ）及び青色の半導体光検出器５３（Ｂ）には光電流
が流れないが、緑（Ｇ）色の光は赤（Ｒ）色の光よりエ
ネルギが高いので、緑（Ｇ）色の光により、赤色の半導
体光検出器５１（Ｒ）に光電流が流れる。また、最もエ
ネルギが高い青（Ｂ）色の光によれば、赤色の半導体光
検出器５１（Ｒ）及び緑色の半導体光検出器５２（Ｇ）
に光電流が流れるので、信号処理が複雑になるからであ
る。これを防ぐには、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色のバンド
パスフィルタを用いるのが一つの手法であるが、装置が
複雑化する。最も簡単且つ有効な手法は、赤色のＬＥＤ
チップ４１０（Ｒ）、緑色のＬＥＤチップ４１０（Ｇ）
及び青色のＬＥＤチップ４１０（Ｂ）が、それぞれ単独
発光するように、ＬＥＤの駆動パルスのタイミングとそ
のパルス幅を選び、互いにオーバーラップがないよう
に、発光のタイミングを互いにずらすことである。この
ような発光のタイミングの選定により、波長共鳴効果を
用いた高感度検出が可能となる。

【０１１４】あるいは、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青
（Ｂ）色の順にタイミングをずらしてオーバーラップさ
せ、光検出器５１（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）の出
力の微分変化を求める方法や、逆に、青（Ｂ）色、緑
（Ｇ）色、赤（Ｒ）色の順にタイミングをずらしてオー
バーラップさせ、光検出器５１（Ｒ），５２（Ｇ），５
３（Ｂ）の出力の微分変化を求める方法を採用しても良
い。

【０１１５】このようにして、特定の個人がそれぞれ、
自由に、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の強度
を選び、その強度比を、施錠解錠システムの必要情報
（個人識別情報）とすれば、他人には絶対に解錠出来な
いセキュリティ・システムを実現させることが可能であ
る。赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の強度の組
み合わせは、多値階調のビット数を選べば、ほとんど無
限通りに近く可能であるので、極めて多くの人のが多く
の機器に使用可能である。この施錠解錠システムの必要
情報（個人識別情報）は、図１に示したスイッチ部２６
に内蔵したＲＡＭに記憶しておいても良く、その都度テ
ンキー等を使って入力しても良い。あるいは、リセット
手段を設け、解錠情報を、随時変更出来るようにし、最
新のコード信号のみを記憶出来るようにしてもかまわな
い。

【０１１６】さて、発光のタイミングの選定は様々考え
ることが可能である。最も、単純なのは、Ｒ，Ｇ，Ｂ
が、この順に、オーバーラップがないように、それぞれ
単独発光するように選定する方法である。この場合、信
号発信部４及びロック機構６において、共通のクロック
周波数を選んでおき、そのクロック周波数に応じて、順
に発光させればよい。ロック機構６側では、クロック周
波数に応じて光検出のゲートを開く同期検出を行えば、
ノイズ成分や迷光の影響を回避できる。そして、好まし
くは、Ｒ，Ｇ，Ｂの順の発光を１サイクルとし、この
Ｒ，Ｇ，Ｂのサイクルを所定のサイクル数繰り返し、ア
キュムレータ等により積分値を求めれば良い。このよう
にＲ，Ｇ，Ｂ；Ｒ，Ｇ，Ｂ；・・・・・という単純な繰り返
しを、所定のサイクル数繰り返し、その積分値で、個人
識別情報（施錠解錠システムの必要情報）の一致を確認
する方法を採用すれば、太陽光による迷光成分が多い環
境でも、より高精度で、信頼性の高い光検出が可能とな
る。この場合、所定のサイクル数の繰り返し後の積分値
と、ＲＡＭ６３２に格納された８ビットの多値階調デー
タとを比較器６３１で比較し、一致を確認することにな
る。ここで、「所定のサイクル数」とは、１サイクルで
も良い。サイクル数は直射日光が当たるか否か等の使用
環境やＬＥＤの出力、半導体光検出器の感度等に応じ
て、選べばよい。

【０１１７】一方、ＬＥＤの駆動パルスのタイミングの
選び方で、個人識別情報（施錠解錠システムの必要情
報）を生成することも可能である。たとえば、甲さんは
ＲＲＢＧＢＲ，ＲＲＢＧＢＲ，ＲＲＢＧＢＲ，・・・・・、
乙さんはＢＲＢＲＧＧ，ＢＲＢＲＧＧ，ＢＲＢＲＧＧ，
・・・・・、丙さんは、ＧＧＧＧＢＲ，ＧＧＧＧＢＲ，ＧＧ
ＧＧＢＲ，・・・・・のように、それぞれ、自由にタイミン
グを選び、その発光の順番を個人識別情報（施錠解錠シ
ステムの必要情報）とすることも可能である。

【０１１８】この場合、対象となる特定の被施錠物以外
の他の複数の個人識別情報のコードをシーケンシャルに
並べて、シーケンシャルに発光させても良い。例えば、
同一の人間が複数の玄関のドアの鍵、複数の部屋のドア
の鍵、複数の自動車のドアの鍵、複数の机の引き出しの
鍵、複数の家具の引き出しや扉の鍵、印鑑箱や小物箱の
蓋の鍵、金庫の扉や蓋等の容器の鍵を開ける必要があ
る。この場合、これらの複数の玄関のドアの鍵、複数の
部屋のドアの鍵等の多くの解錠のコードをすべて、手持
ち器具に内蔵されたＲＡＭ等の半導体メモリに記憶させ
ておけばよい。そして、これらの個人識別情報のコード
を乗せた各色の発光をシーケンシャルに連続して行い、
ロック機構６がそのロック機構６の内蔵するＲＯＭに登
録された個人識別情報との比較を行い、この内の一つに
対し一致を確認すれば、その被施錠物を解錠するように
すれば、たくさんの鍵のうちから特定の鍵を探し出す手
間が不要となる。また、たくさんの鍵を持ち歩く必要も
なくなる。

【０１１９】さらに、各色のパルス幅を選定して、それ
を個人識別情報とすることも出来る。パルス幅を選定す
る場合、信号発信部４及びロック機構６において、共通
のクロック周波数を選んでおき、そのクロック周波数を
基準としてパルス幅を選んでも良い。即ち、クロック周
波数に応じて光検出のゲートを開く同期検出を行えば、
ノイズ成分や迷光の影響を回避できる。しかし、ノイズ
成分や迷光の影響の少ない使用環境のもとでは、クロッ
ク周波数に無関係に選んで良いことは勿論である。 さ
らに、通常の情報処理システムに用いられている種々の
符号化技術が、各色（各チャネル）について、それぞれ
適用可能で、それをさらに全部の色で組み合わせて実施
することも可能である。

【０１２０】なお、図１０に示す本発明の第３の実施の
形態に係る施錠解錠システムは、図９（ｂ）に対応した
信号発信部４と信号受信部５とを近接させる場合の例を
示しているが、この例に限られない。例えば、図９
（ａ）に示す場合のように、平行光線または、所定の焦
点距離に集光された光で遠方に位置する信号受信部５に
光を照射する方式にも適用可能であることは勿論であ
る。この場合は、筆記具本体１をライト部本体２から取
り外し、ライト部本体２の第２の光学媒体４１露出さ
せ、この第２の光学媒体４１の表面からの出力光を用い
ればよい。

【０１２１】平行光線や所定の焦点距離に集光された光
で遠方を照射する場合は、半導体光検出器５１（Ｒ），
５２（Ｇ），５３（Ｂ）に入力する光強度が距離に依存
する可能性がある。しかし、本発明の第３の実施の形態
に係る施錠解錠システムにおいては、半導体光検出器５
１（Ｒ），５２（Ｇ），５３（Ｂ）に入力する光強度の
絶対値を、必要な情報として検出しているのではなく、
各色の相対的な強度比を検出しているので、距離が変化
しても、必要な情報の信頼性が失われることはない。

【０１２２】（その他の実施の形態）以上、本発明を上
記第１乃至第３の実施の形態によって記載したが、この
開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するも
のであると理解すべきではない。この開示から当業者に
は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らか
となろう。

【０１２３】例えば、本発明の第１の実施の形態に係る
手持ち器具において、第３の光学媒体の屈折率の分布が
一様な場合を示した。しかし、第３の光学媒体の屈折率
の分布は必ずしも一様である必要はない。図１１に示す
ように構成して、第３の光学媒体の屈折率の分布を不均
一にしても良い。図１１においては、樹脂製光ファイバ
ー１１１の複数本を集合し、これを本発明の第３の光学
媒体として用いている。周知のように、光ファイバー１
１１は屈折率の高いコア部と屈折率の低いクラッド部か
ら構成されているので、複数本の樹脂製光ファイバーの
互いのクラッド部を融合すれば、一体化した第３の光学
媒体が構成できる。図１１（Ａ）に示すように、第３の
光学媒体を構成する各ファイバー１１１の端部を第２の
光学媒体２１に対して所定の角度に配向することによ
り、半導体発光素子（可視光ＬＥＤ）２０の光を有効に
第３の光学媒体に導くことが出来る。図１１（Ｂ）に示
すように、この例では、８本の樹脂製光ファイバーのク
ラッド部１１１が示されているが、この各クラッド部は
それぞれ８個の光分散部１９に導かれている。そして、
この互いに融合した８本の樹脂製光ファイバー１１１
は、ペン軸筐体１１０の内部に収納されている。或い
は、透明の光学材料中に８本の貫通孔を形成し、それぞ
れの貫通孔孔の中に、コア部とそれを覆うクラッド部か
らなる光ファイバー１１１を挿入しても良い。いずれに
しても、光ファイバー１１１は光の伝送効率が高いの
で、手持ち軸部（第３の光学媒体）１０が長くなるよう
な構造の手持ち器具には有効である。また、樹脂製光フ
ァイバー１１１は安価で、熱による加工も容易であるの
で、樹脂製光ファイバー１１１を用いることにより、簡
単且つ低コストで、手持ち器具を製造することが可能と
なる。

【０１２４】また、筆記具は前述したボールペン、万年
筆、毛筆ペン、マジックペンシル、シャープペンシルに
限られるものではない。さらに、蛍光インクペン、修正
インクペン等の様々な筆記具に応用できることは上記の
説明により、本発明の趣旨を理解すれば、自明であろ
う。また、構造は若干複雑になるが、ボールペンとシャ
ープペンシル等２つ以上の機能を有した筆記具や多色の
ボールペンでもかまわない。また、電子手帳やパーソナ
ルコンピュータ等に入力するための電子ペンでもかまわ
ない。

【０１２５】さらに、筆記具は本発明の手持ち器具の例
の一部に過ぎず、本発明を限定するものではない。図１
に示した構造において、インクカートリッジ１５の位置
に、押し出し運動若しくはねじれ運動をする固形状物
（棒紅）を配置すれば、化粧器具（棒口紅）を構成する
ことも可能である。本発明によれば、図１と同様に、光
分散部を設けることにより、口だけでなく、顔全体の広
い範囲を照明できるので、非常に便利である。さらに、
図５（Ａ）の構造を変形すれば、化粧筆を構成すること
も可能である。航空機の客室乗務員等の、特定の状況に
おいては、暗闇で化粧を直したい場合もあり、かかる場
合には本発明の照明装置付き化粧器具は便利である。特
に、本発明の照明装置付き化粧器具は白色光が使用でき
るので、昼間と同じ自然な感じの化粧が暗闇で可能であ
る。

【０１２６】さらに、本発明の手持ち器具は、図１２に
示すドライバ、図１３に示すスパナ、図示を省略したレ
ンチ等種々の手工具にも適用可能である。図１２に示す
ドライバは、工具本体１Ｔとライト部本体２とに着脱自
在になっている。第３の光学媒体１１からなる手持ち軸
部（柄）１０Ｄは、円筒形の第３の空洞部を有し、この
第３の空洞部には、金属棒からなるドライバ軸（中心軸
部）１１５が収納され、第３の光学媒体１１とドライバ
軸１１５とは、軸ストッパ１１６により互いに強固に固
定されている。また、第３の光学媒体１１の先端部は凸
形状になり、光集光部１１Ｂを構成し、作業時にドライ
バ軸１１５の先端部（ヘッド）が効率よく局所照明出来
るようになっている。例えば、工具本体１Ｔをライト部
本体２から取り外し、手工具本体１Ｔのみを工具箱に収
納し、ライト部本体２は胸のポケット等に別途携帯すれ
ば、工具箱の施錠・開錠が別途携帯したライト部本体２
の第２の光学媒体の表面からの出力光を用いて可能とな
る。図１２においては、力を加え易くするために、ライ
ト部本体２の頭が大きくなっているが、図１と同様に、
ライト部筐体２３の他端側の外周にクリップを取り付け
ておけば、ライト部本体２を例えば作業服のポケットに
常時携帯するのに便利である。

【０１２７】図１３に示すスパナも同様に、工具本体１
Ｄとライト部本体２とに分離可能なように構成されてい
る。図１３の工具本体１Ｄは強固な肉厚金属製の外装ス
リーブ１２Ｓで、所定の力学的強度を保証し、外装スリ
ーブ１２Ｓの内部に第３の光学媒体１１が設けられてい
る。外装スリーブ１２Ｓと第３の光学媒体１１とで柄
（手持ち軸部）１０Ｓを構成している。長手方向に垂直
な断面図を省略しているが、外装スリーブ１２Ｓ及び第
３の光学媒体１１の垂直な断面は、扁平な矩形断面であ
る。第３の光学媒体１１の先端部は凸形状になり、ボル
ト・ナット回転部１２６の切り欠いた奥部に頂部を露出
し、この頂部からの光で、被作業対象であるボルト・ナ
ットを効率よく局所照明出来るようになっている。

【０１２８】また、本発明の手持ち器具において、第３
の光学媒体１１の中間部分にハーフミラーを装着し、手
持ち軸部１０の中間部分から光を照射できるように構成
してもよい。

【０１２９】また、本発明の第３の実施の形態におい
て、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の強度を８
ビットの多値階調データで変える例を示したが、３色の
組み合わせであるので、現実には３ビット程度の階調デ
ータでも充分に、個人識別情報のコード化は可能であ
る。

【０１３０】また、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青
（Ｂ）色の３色の強度比を必ずしも必要とせず、赤
（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の内のいずれか２
色の強度比を個人識別情報のコードとしてもよい。

【０１３１】また、局所照明の目的は重要ではなく、単
にセキュリテイ・システムとして考えるのであれば、可
視光ＬＥＤだけでなく、赤外光ＬＥＤや紫外光ＬＥＤを
含めた異なる波長のＬＥＤを２以上選び、それらの波長
の光の強度比を個人識別情報のコードとしてもよい。

【０１３２】さらに、本発明の半導体発光素子は、ＬＥ
Ｄに限られるものではなく、半導体レーザを用いてもか
まわない。可視光半導体レーザを用いれば、遠方の施錠
対象物に簡単に光を照射出来る利点がある。また、赤外
光半導体レーザや紫外光半導体レーザを含めた異なる波
長の半導体レーザを２以上選び、それらの波長の光の強
度比を個人識別情報のコードとしてもよいことは勿論で
ある。この場合、赤外光半導体レーザや紫外光半導体レ
ーザとの光強度比を決定する組み合わせの相手として、
可視光半導体レーザを用いれば、遠方の施錠対象物に光
が照射されているか否か簡単に視認出来る。

【０１３３】また、第３の実施の形態に係るセキュリテ
ィ機能を有する施錠解錠システムにおいて、半導体発光
素子４１０（Ｒ）、４１０（Ｇ）、４１０（Ｂ）をそれ
ぞれ、パルス発光させ、ディジジタルな個人識別情報を
生成する場合の例を示したが、正弦波で半導体発光素子
の信号を変調し、アナログ信号による個人識別情報の一
致を確認する方式でもかまわない。この場合は、信号発
信部４の変調部４００は、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青
（Ｂ）色の各波長に対応する周波数をキャリア周波数と
し、ロック機構６の光検出器５１（Ｒ），５２（Ｇ），
５３（Ｂ）の出力には復調回路を設け、これらのキャリ
ア周波数に重畳された、正弦波のアナログ信号を取り出
せばよい。

【０１３４】また、あまり強い光が不要な使用環境であ
れば、本発明の第１の実施の形態で説明した手持ち器具
は別の構造も採用可能である。例えば、第２の光学媒体
２１と第３の光学媒体１１との間を固定し、第１の光学
媒体２１２と第２の光学媒体２１との間を着脱可能なよ
うにし、第１の光学媒体２１２の頂部から出る光を照明
光源として使用可能である。そして、第２の光学媒体２
１と第３の光学媒体１１とを同一材料で一体として構成
し、第１の光学媒体２１２と第２の光学媒体２１との間
を着脱可能なようにすれば、部品点数が実質的に減少
し、より構造が簡単になる。この場合でも、通常の半導
体発光素子の明るさは確保できるので、一定の目的のた
めには充分機能可能である。

【０１３５】このように、本発明はここでは記載してい
ない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従っ
て、本発明の技術的範囲は上記の妥当な特許請求の範囲
に係る発明特定事項によってのみ定められるものであ
る。

【０１３６】

【発明の効果】本発明によれば、電池の寿命（持続時
間）が長く、しかも従来の半導体発光素子では予測でき
なかった充分な照度の照明が可能な照明装置付き手持ち
器具を提供することができる。このため、適度な広範囲
における充分な照度の局所照明を補助者無しに実現しつ
つ、長時間の暗闇作業が可能である。しかも、自然光に
近い光で、ちらつきもないので、目の疲労も少ない。

【０１３７】さらに、本発明の照明装置付き手持ち器具
は、部品点数が少なく簡易な構造である。このため、製
作が容易で、かつ製作コストや製品コストの低減が容易
である。

【０１３８】さらに、本発明によれば、照明装置付き手
持ち器具の構造を利用して光信号を送信し、この光信号
を用いて、簡単に、施錠解錠システムを提供することが
できる。

【０１３９】さらに、本発明の施錠解錠システムによれ
ば、複数の部屋のドアの鍵、複数の机の引き出しの鍵等
を束にして持ち歩く必要がなくなり、実用上極めて便利
である。これらの複数の部屋のドアの鍵等の代わりに、
たった１本の手持ち器具を胸ポケット等に納めておけば
よいからである。筆記具等の手持ち器具は、生活に密着
した物品であり、置き忘れ等も少ない。

【０１４０】さらに、本発明の施錠解錠システムによれ
ば、光を情報伝達手段に用いているので、電波方式に比
し、周辺の機器への影響も少なく、逆に携帯電話等の周
辺機器からの影響も少ない。

【０１４１】さらに、本発明の施錠解錠システムによれ
ば、光学鍵穴への光ビームの視認が容易で、システムの
トラブル・シューティングも容易である。

【０１４２】さらに、本発明のセキュリティ機能を有す
る施錠解錠システムは、雑音や直射日光の影響を受けに
くく、さらに使用条件の変化により信頼性が失われるこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る手持ち器具
（筆記具）の断面構造図である。

【図２】図１の手持ち器具（筆記具）の一部を断面にし
て説明する分解構造図である。

【図３】図１の手持ち器具（筆記具）の光路に着目した
模式図である。

【図４】図４（Ａ）は本発明の第１の実施の形態の第１
の変形例に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図、図
４（Ｂ）は第１の実施の形態の第２の変形例に係る手持
ち器具（筆記具）の断面構成図である。

【図５】図５（Ａ）は第１の実施の形態の第３の変形例
に係る手持ち器具（筆記具）の断面構成図、図５（Ｂ）
は第１の実施の形態の第４の変形例に係る手持ち器具
（筆記具）の断面構成図である。

【図６】第１の実施の形態の第５の変形例に係る手持ち
器具（筆記具）の断面構成図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る施錠解錠シス
テムの概略構成図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る施錠解錠シス
テムの他の概略構成図である。

【図９】図９（ａ）は、図８に対応した平行ビームで遠
隔操作する場合の施錠解錠システムの具体例を示す図
で、図９（ｂ）は、図７に対応した、近接操作する場合
の施錠解錠システムの具体例を示す図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る施錠解錠シ
ステムの概略構成図である。

【図１１】図１１（Ａ）は、本発明の他の実施の形態に
係る手持ち器具（筆記具）の長手方向に沿った断面構造
図で、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＢ−Ｂ方向に沿
った断面図である。

【図１２】本発明のさらに他の実施の形態に係る手持ち
器具（手工具）の断面構造図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施の形態に係る手持ち
器具（手工具）の断面構造図である。

【符号の説明】

１ 筆記具本体 １Ｄ，１Ｔ 工具本体 ２ ライト部本体 ４ 信号発信部 ５ 信号受信部 ６ ロック機構 ７ 駆動電源部 １０ ペン軸（手持ち軸部） １０Ｄ，１０Ｓ 柄（手持ち軸部） １１ 第３の光学媒体 １１Ｂ 光集光部 １２ コーティング層 １２Ｓ 外装スリーブ １４，１４０，１４１，１４２，１６０ ペン先 １５，１５０，１５１，１５２ インクカートリッジ
（中心軸部） １７ 光学媒体結合部 １８ 筆記具側結合部 １９ 光分散部 ２０，４０ 可視光ＬＥＤ ２１，４１ 第２の光学媒体 ２３ ライト部筐体 ２４，４４ 電源部 ２６，４６ スイッチ部 ２８ ライト側結合部 ３０，３２ クリップ ３１ アウターキャップ ５０〜５３ 光検出器（フォトダイオード） ６０ 電磁ソレノイド ８１ 机 ８２ 施錠穴 ８３ 引き出し ８４ 光信号取り込み穴（光学鍵穴） ８５ 引き出しの前板 １１０ ペン軸筐体 １１１ 光ファイバー １１５ ドライバ軸（中心軸部） １１６ 軸ストッパ １２６ ボルト・ナット回転部 ２１０，４１０ 可視光ＬＥＤチップ ２１２，４１２ 第１の光学媒体 ４００ 変調部 ４０１ 送信部 ５００ 受信部 ５０１ 復調部 ６１１，６１２，６１３ レベル判定器 ６２１，６２２，６２３ 波形整形回路（若しくはＡ／
Ｄ変換器） ６３１ 比較器 ６３２ ＲＡＭ ６４０ ロック・ドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−222722（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−26816（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−58362（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−27011（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−207495（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−4009（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−64970（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−11566（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−67187（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3057552（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭34−17489（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E05B 49/00 B25B 23/00 - 23/18 B43K 1/00 - 1/12 B43K 5/00 - 8/02 B43K 21/00 - 21/26 B43K 24/00 - 24/18 B43K 27/00 - 27/12 F21L 7/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の光学媒体によりモールドされ、該第
   １の光学媒体の頂部より、所定の波長の光を出力する半
   導体発光素子と、 該半導体発光素子を駆動する電源部と、 前記第１の光学媒体を収納する第１の空洞部を内部に有
   し、前記半導体発光素子の光を外部に出射するための湾
   曲面からなる頂部を有する第２の光学媒体と、該第２の
   光学媒体を収納する第２の空洞部を有する第３の光学媒
   体からなる手持ち軸部とを備えたことを特徴とする手持
   ち器具。
2. 【請求項２】 前記半導体発光素子は、複数の波長の光
   を出力することを特徴とする請求項１に記載の手持ち器
   具。
3. 【請求項３】 前記第３の光学媒体の先端部近傍に光分
   散部若しくは光集光部をさらに備えたことを特徴とする
   請求項１又は２に記載の手持ち器具。
4. 【請求項４】 前記第３の光学媒体の屈折率の分布は不
   均一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   １項に記載の手持ち器具。
5. 【請求項５】 前記半導体発光素子は、白色光を出力す
   る発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれか１項に記載の手持ち器具。
6. 【請求項６】 施錠対象物の解錠を、該施錠対象物に登
   録された個人識別情報と前記半導体発光素子から光信号
   として送られた個人識別情報との一致を確認して行うこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   手持ち器具。
7. 【請求項７】 第１の光学媒体によりモールドされ、該
   第１の光学媒体の頂部より、光信号を出力する半導体発
   光素子と、前記第１の光学媒体を収納する第１の空洞部
   を内部に有する第２の光学媒体と、手持ち軸部として機
   能し、且つ前記第２の光学媒体を着脱可能なようにして
   収納する第２の空洞部を有する第３の光学媒体とを具備
   する手持ち器具と、 前記手持ち器具から出射された光信号を受信する信号受
   信部と、受信された光信号が所望の信号であるか否かを
   確認し、所望の信号であることが確認された場合に解錠
   を行うロック機構とを具備する施錠対象物とから構成さ
   れたことを特徴とする施錠解錠システム。
8. 【請求項８】 前記施錠対象物は前記第３の光学媒体の
   先端部と相似形の光学鍵穴をさらに有し、前記信号受信
   部は該光学鍵穴の側壁に接して構成された半導体光検出
   器を有し、前記第３の光学媒体の先端部を前記光学鍵穴
   に差し込むことにより、前記光信号を前記手持ち器具か
   ら前記信号受信部に伝達することを特徴とする請求項７
   記載の施錠解錠システム。