JP2000067623A - 光ファイバーを用いた照明装置 - Google Patents

光ファイバーを用いた照明装置

Info

Publication number
JP2000067623A
JP2000067623A JP10230370A JP23037098A JP2000067623A JP 2000067623 A JP2000067623 A JP 2000067623A JP 10230370 A JP10230370 A JP 10230370A JP 23037098 A JP23037098 A JP 23037098A JP 2000067623 A JP2000067623 A JP 2000067623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
filament
incandescent lamp
reflecting mirror
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10230370A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3587060B2 (ja
Inventor
Shigeki Fujisawa
繁樹 藤澤
Masayoshi Mikami
正芳 三上
Katsumi Nakamori
克己 中森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP23037098A priority Critical patent/JP3587060B2/ja
Priority to EP99115973A priority patent/EP0981011A1/en
Priority to US09/373,551 priority patent/US6375343B1/en
Publication of JP2000067623A publication Critical patent/JP2000067623A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3587060B2 publication Critical patent/JP3587060B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00Dental auxiliary appliances
    • A61C19/003Apparatus for curing resins by radiation
    • A61C19/004Hand-held apparatus, e.g. guns
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006Coupling light into the fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4298Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 白熱ランプから放射された光を効率良く光フ
ァイバーの端面に入射させることができる光ファイバー
を用いた照明装置を提供することにある。 【解決手段】 白熱ランプ1から放射された光が、反射
鏡2によって反射集光されて光ファイバー3の端面3a
に入射する光ファイバーを用いた照明装置において、反
射鏡2は回転楕円体であり、その第1焦点F1にフィラ
メントコイル11aが配置され、第2焦点F2に光ファ
イバー3の端面3aが位置しており、白熱ランプのフィ
ラメント表面積をA(mm2)、光ファイバーの入射端
面の面積をB(mm2)、反射鏡の頂点から第1焦点ま
での距離をf1、頂点から第2焦点までの距離をf2と
したときのf2/f1の値を焦点離間値C、とすると、
α=A×(C/B)の値が、α≦20であることを特徴
とする光ファイバーを用いた照明装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、室内外の光装飾
や、室内外の照明に利用される光ファイバーを用いた照
明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、光源を照明位置から離れた場
所に配置して光ファイバーによって光源からの光を導き
室内外の照明や装飾に利用する光ファイバーを用いた照
明装置が知られている。このような、光ファイバーを用
いた照明装置は、光源として種々のものがあるが、安価
な白熱ランプがよく利用されており、図1に示すよう
に、白熱ランプ1から放射された光を反射鏡2によって
反射集光し、この反射光を光ファイバー3の端面3aに
入射させる構造になっている。
【0003】そして、近年、光ファイバーから出射され
る光出力を大きくして、室内外を明るく照明したり、ま
た、室内外の光装飾の場合は、より明るい光で効果的に
装飾することが要求されるようになってきている。
【0004】このような要求を満たすために、最も簡易
な手段として白熱ランプの入力電力を大きくし、具体的
には70Wから100Wに変えるなどして、白熱ランプ
自体から放射される全光束を増やして光ファイバーから
出射される光出力を大きくすることが行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、白熱ラ
ンプの入力電力を大きくすれば、それだけ白熱ランプか
ら放射される熱も大きくなり、点灯時間の経過とともに
反射鏡の反射面が変色して徐々に反射率が落ち、結果的
に光ファイバーから出射される光出力が低下するという
問題があった。
【0006】また、白熱ランプの入力電力を大きくする
と、フィラメントの直径が大きくなったりあるいは長さ
が長くなり、フィラメントが点光源からかけ離れた大き
さを有することになり、回転楕円体である反射鏡の第1
焦点にフィラメントを位置させても、フィラメントがあ
る一定の大きさを有しているので、第2焦点にはある一
定の大きさの広がりを持った状態で光が集光することに
なり、効率良く第2焦点に位置する光ファイバーの端面
に光が集光しなくなるという問題があった。言い換えれ
ば、白熱ランプから放射された光が効率良く光ファイバ
ーに入射しない、という問題があった。
【0007】このような問題を解決するために、第2焦
点に位置する光ファイバの端部の断面積を大きくするこ
とも考えられるが、この部分だけ断面積を大きくするこ
とは通常行われず、一般的に直径の大きな光ファイバー
を用いることになり、光ファイバーのコストアップにつ
ながる、という問題があった。さらには、光装飾の場合
は光ファイバーの配置状態によっては装飾性を阻害する
という観点から直径の大きな光ファイバーを使用できな
いこともあった。
【0008】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、その目的は、白熱ランプから放射
された光を効率良く光ファイバーの端面に入射させ、白
熱ランプから放射された光を効率良く光ファイバーから
出射させることができる光ファイバーを用いた照明装置
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の光ファイバーを用いた照明装置
は、白熱ランプから放射された光が、反射鏡によって反
射集光されて光ファイバーの端面に入射する光ファイバ
ーを用いた照明装置において、前記反射鏡は回転楕円体
であり、その第1焦点に白熱ランプのフィラメントコイ
ルが配置され、その第2焦点に光ファイバーの端面が位
置しており、前記白熱ランプのフィラメント表面積をA
(mm2)、前記光ファイバーの入射端面の面積をB
(mm2)、前記反射鏡の頂点から第1焦点までの距離
をf1、頂点から第2焦点までの距離をf2としたとき
のf2/f1の値を焦点離間値C、とするとα=A×
(C/B)の値が、α≦20であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の光ファイバーを
用いた照明装置の説明図である。白熱ランプ1は、内部
にフィラメント11を配置した一端封止型の白熱ランプ
であり9V,50Wである。反射鏡2は白熱ランプ1を
覆うように配置されており、第1焦点F1と第2焦点F
2を有する回転楕円体であり、第1焦点F1にフィラメ
ント11が配置され、第2焦点F2に光ファイバー3の
端面3aが位置している。そして、反射鏡の頂点Tから
第1焦点F1までの距離をf1、頂点Tから第2焦点F
2までの距離をf2としたときのf2/f1の値を焦点
離間値と呼び、本実施例における第1焦点F1と第2焦
点F2との焦点離間値は6である。また、光ファイバー
3の入射端面の断面積は12.6mm2である。
【0011】そして、図2に示すように、フィラメント
11は、そのフィラメントコイル11aの外形形状が略
円柱状になっているので、この円柱を擬似的に光源とみ
なして、この円柱の表面積をフィラメント表面積と規定
するものである。すなわち、フィラメント表面積は、フ
ィラメントコイル11aの直径をX、長さをYとする
と、フィラメント表面積=[1/2(X2π)+XYπ]
の式で求められ、本実施例では、Xが2.2mm、Yが
2mmであり、よってフィラメント表面積は21.4m
2である。
【0012】次に、ファイラメント表面積をAとして、
光ファイバーの入射端面の断面積をBとし、焦点離間値
をCとして、これらの値を個別に検討すると、フィラメ
ント表面積Aの値が小さくなるほど点光源に近づき、反
射鏡の第2焦点に集光する光の広がりを小さくできる。
従って、フィラメント表面積Aの値は、白熱ランプから
放射された光が効率良く光ファイバーに入射することを
決定する要因となる。また、光ファイバーの入射端面の
断面積Bの値が大きくなるほど光の捕捉性が向上するも
のである。従って、光ファイバーの入射端面の断面積B
の値は、白熱ランプから放射された光が効率良く光ファ
イバーに入射することを決定する要因となる。さらに、
焦点離間値Cの値が小さくなるほど反射鏡によって反射
され、第2焦点に集光する光の広がりが小さくなる。従
って、焦点離間値Cの値は、白熱ランプから放射された
光が効率良く光ファイバーに入射することを決定する要
因となる。
【0013】これらの要因の複合関係を見出すために発
明者らは、フィラメント表面積A、光ファイバーの入射
端面の断面積B、焦点離間値Cの3条件の関係を下記の
ように数式化し、定数αとして規定した。 α=A×(C/B) この数式は、定数αが小さくなるほど、白熱ランプから
放射された光が効率良く光ファイバーに入射することを
意味するものである。
【0014】そして、本実施例の光ファイバーを用いた
照明装置は、上述したように、フィラメント表面積Aの
値が21.4mm2であり、光ファイバーの入射端面の
断面積Bの値が12.6mm2であり、反射鏡の第1焦
点と第2焦点との焦点離間値Cの値が6であるので、定
数αは、約10.2である。
【0015】発明者らは、白熱ランプから放射された光
のうち光ファイバーに入射する光の割合を相対入射率と
して規定し、相対入射率と相関係数との関係を調べる実
験を行なった。ここでいう相対入射率とは、白熱ランプ
の全光量と光ファイバーに入射する光量の比である。
【0016】この実験は、前述したように定数αが、フ
ィラメント表面積A、光ファイバーの入射端面の断面積
B、焦点離間値Cの3つの条件よりなるものであり、2
つ以上の条件を同時にふった場合、傾向性が分析できな
くなるので、2つの条件を固定し、残りの1つの条件を
ふって傾向性を分析した。実験結果を図3に示す。
【0017】図3のグラフAは、固定条件と変動条件を
以下の通りにして定数αの値と相対入射率を求めたもの
である。 (固定条件) ・光ファイバーの入射端面の断面積は4π(mm2)。 ・反射鏡の第1焦点と第2焦点との焦点離間値は6。 (変動条件) ・フィラメントの表面積は0.6〜94.2(mm2
の範囲。 なお、フィラメントの表面積を上記の範囲にした理由
は、フィラメントの表面積が0.6(mm2)以下にな
るとフィラメントが小さくなりすぎ、フィラメントが発
光するようにフィラメント素線を物理的にコイリングす
ることが不可能であり、一方、フィラメントの表面積が
94.2(mm2)以上になるとフィラメントを点光源
とみなすだけの大きな形状の反射鏡が必要となり実際に
照明装置用の反射鏡には適さなくなるので、上記の範囲
に限定したものである。
【0018】図3のグラフBは、固定条件と変動条件を
以下の通りにして定数αの値と相対入射率を求めたもの
である。 (固定条件) ・フィラメントの表面積は21(mm2)。 ・反射鏡の第1焦点と第2焦点との焦点離間値は6。 (変動条件) ・光ファイバーの入射端面の断面積はπ〜25π(mm
2)の範囲。 なお、光ファイバーの入射端面の断面積を上記の範囲に
した理由は、光ファイバーの入射端面の断面積がπ(m
2)以下になると断面積が小さくなりすぎ、光ファイ
バーから出射する光出力が小さくなりすぎ照明効果や装
飾効果が著しく低下するからであり、一方、光ファイバ
ーの入射端面の断面積が25π(mm2)以上になると
光ファイバーの外径が大きくなり高価な光ファイバーを
利用することによるコストの上昇や、装飾性の阻害につ
ながる場合があるので、上記の範囲に限定したものであ
る。
【0019】図3のグラフCは、固定条件と変動条件を
以下の通りにして定数αの値と相対入射率を求めたもの
である。 (固定条件) ・フィラメントの表面積は21(mm2)。 ・光ファイバーの入射端面の断面積は4π(mm2)。 (変動条件) ・反射鏡の第1焦点と第2焦点との焦点離間値は1.5
〜24の範囲。 なお、反射鏡の第1焦点と第2焦点との焦点離間値を上
記の範囲にした理由は、焦点離間値が1.5以下になる
と反射鏡の形状が回転楕円体から回転円体に近づくとと
もに、フィラメントと光ファイバーが接近しすぎて現実
的な配置ができなくなり、一方、焦点離間値が24以上
になると回転楕円体の長軸と短軸の比が違い過ぎてフィ
ラメントから放射された光のうち反射鏡で反射された光
を効率良く集光できなくなるので、上記の範囲に限定し
たものである。
【0020】従って、図3から分かるように、グラフ
A,B,C全てにおいて定数αの値が小さくなるほど、
相対入射率が高くなる傾向にあり、特に、αの値が20
を境にして20を下回ると急激に相対入射率が高くなる
ことが分かる。よって、定数αの値が20を下回ると、
白熱ランプから放射された光を効率良く光ファイバーの
端面に入射させ、白熱ランプから放射された光を効率良
く光ファイバーから出射させることができるものであ
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バーを用いた照明装置は、白熱ランプから放射された光
が、回転楕円体の反射鏡によって反射集光され光ファイ
バーの端面に入射するが、白熱ランプのフィラメント表
面積、光ファイバーの入射端面の断面積、反射鏡の形状
によって規定される第1焦点と第2焦点との焦点離間値
の3条件を規定することにより、白熱ランプから放射さ
れた光を効率良く光ファイバーの端面に入射させ、白熱
ランプから放射された光を効率良く光ファイバーから出
射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバーを用いた照明装置の説明
図である。
【図2】ファイラメントの表面積を規定する説明図であ
る。
【図3】定数αと相対入射率の実験データ説明図であ
る。
【符号の説明】
1 白熱ランプ 11 フィラメント 11a フィラメントコイル 2 反射鏡 3 光ファイバー 3a 光ファイバーの入射端面 F1 第1焦点 F2 第2焦点 T 反射鏡の頂部 X フィラメントの直径 Y フィラメントの長さ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 白熱ランプから放射された光が、反射鏡
    によって反射集光されて光ファイバーの端面に入射する
    光ファイバーを用いた照明装置において、 前記反射鏡は回転楕円体であり、その第1焦点に白熱ラ
    ンプのフィラメントコイルが配置され、その第2焦点に
    光ファイバーの端面が位置しており、 前記白熱ランプのフィラメント表面積をA(mm2)、 前記光ファイバーの入射端面の面積をB(mm2)、 前記反射鏡の頂点から第1焦点までの距離をf1、頂点
    から第2焦点までの距離をf2としたときのf2/f1
    の値を焦点離間値C、とすると α=A×(C/B)の値が、α≦20 であることを特徴とする光ファイバーを用いた照明装
    置。
JP23037098A 1998-08-17 1998-08-17 光ファイバーを用いた照明装置 Expired - Fee Related JP3587060B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23037098A JP3587060B2 (ja) 1998-08-17 1998-08-17 光ファイバーを用いた照明装置
EP99115973A EP0981011A1 (en) 1998-08-17 1999-08-13 Light source device using optical fibers
US09/373,551 US6375343B1 (en) 1998-08-17 1999-08-13 Light source device using optical fibers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23037098A JP3587060B2 (ja) 1998-08-17 1998-08-17 光ファイバーを用いた照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000067623A true JP2000067623A (ja) 2000-03-03
JP3587060B2 JP3587060B2 (ja) 2004-11-10

Family

ID=16906806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23037098A Expired - Fee Related JP3587060B2 (ja) 1998-08-17 1998-08-17 光ファイバーを用いた照明装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6375343B1 (ja)
EP (1) EP0981011A1 (ja)
JP (1) JP3587060B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7618158B2 (en) 2001-02-21 2009-11-17 Wavien, Inc. Illumination system using filament lamps

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6862651B2 (en) * 2000-12-20 2005-03-01 Microsoft Corporation Automotive computing devices with emergency power shut down capabilities
US6688763B2 (en) * 2001-10-18 2004-02-10 Jeneric/Pentron Incorporated Curing light
US7374319B2 (en) * 2001-10-31 2008-05-20 Itc, Incorporated Lighted handle
DE10207171A1 (de) * 2002-02-20 2003-09-11 Heraeus Med Gmbh Bestrahlungsgerät mit flexiblem Lichtleitkabel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1546788A (fr) 1967-10-13 1968-11-22 Dispositif d'éclairage au moyen de fibres optiques
IT985204B (it) * 1972-05-26 1974-11-30 Adelman Stuart Lee Perfezionamento negli endoscopi e simili
US4241382A (en) * 1979-03-23 1980-12-23 Maurice Daniel Fiber optics illuminator
US4860172A (en) * 1988-01-19 1989-08-22 Biotronics Associates, Inc. Lamp-based laser simulator
FR2718825B1 (fr) 1994-04-14 1996-05-24 Francois Orth Générateur de lumière à haut rendement pour fibres optiques.
JP3058251B2 (ja) * 1996-04-17 2000-07-04 オリンパス光学工業株式会社 照明光学装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7618158B2 (en) 2001-02-21 2009-11-17 Wavien, Inc. Illumination system using filament lamps

Also Published As

Publication number Publication date
EP0981011A1 (en) 2000-02-23
JP3587060B2 (ja) 2004-11-10
US6375343B1 (en) 2002-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8256947B2 (en) Light-emitting device
RU2302585C2 (ru) Прожектор с линзой френеля с взаимосвязанным изменением расстояния между осветительными элементами
US8073300B2 (en) Arrangement comprising a fiber-optic waveguide
RU2572590C2 (ru) Оптический элемент со светодиодом и содержащий его источник света
US5363009A (en) Incandescent light with parallel grooves encompassing a bulbous portion
US5742066A (en) Light source for use in leak detection in heating, ventilating, and air conditioning systems that utilize environmentally-safe materials
CN105637284B (zh) 照明装置
USRE36316E (en) Incandescent illumination system
JP5313991B2 (ja) 光源装置
US8106568B2 (en) Lighting device capable of suppressing occurrence of ovelap of multiple shades
US5556191A (en) Electric reflector lamp
US20050135106A1 (en) Fresnel lens spotlight with coupled variation of the spacing of lighting elements
RU2300048C2 (ru) Прожектор с линзой френеля
US5719468A (en) Incandescent lamp
JP3587060B2 (ja) 光ファイバーを用いた照明装置
JP2005056849A (ja) 深さを減少した自動車用ヘッドライトの照明配列
US20140268813A1 (en) Lighting device with virtual light source
EP0237104B1 (en) Blown lamp bulb and electric lamp provided with such a bulb
JPH10281919A (ja) 環境的に安全な物質を利用する加熱、換気及び空調システムの漏れ検出に使用する光源
US20050135096A1 (en) Fresnel spotlight
CN212986806U (zh) 一种消色差发光装置
JP2003265465A (ja) X線照準器の照明システム
JP2010108604A (ja) スポットライト
JP3229677B2 (ja) 照明光学システム
JP2940132B2 (ja) 放光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040309

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040802

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100820

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110820

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120820

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140820

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees