JP2001035201A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な光照射ができて照明ムラが発生せず、
均一な発光強度特性を得るようにした照明装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 一つの発光ダイオード１１ａから成る発
光部１１と、一端がこの発光部に対向して配設された光
ファイバ１２ａから成る導光部１２と、導光部１２の他
端に備えられた円錐面状に拡大する反射鏡１３と、発光
部を駆動する駆動部１４と、この駆動部に給電する電源
部１５と、上記発光部，導光部，駆動部及び電源部を収
容するケース１６とを含むように、照明装置１０を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発光部として発
光ダイオードを使用すると共に、導光部として光ファイ
バ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、発光部として発光ダイオードを使
用した照明装置は、リードフレームに形成された凹面部
の中心付近に発光ダイオードチップを搭載することによ
り発光ダイオードを構成していることから、光を照射し
た場合、モールド部のレンズ効果と相まって、発光ダイ
オードチップの部分が影になってしまうため、中心部が
暗くなってしまうと共に、上記凹面部の反射等によっ
て、中心から半径方向に発光強度が均一にならず、例え
ば同心円状に複数の明暗の縞模様が発生してフレア状の
発光強度特性になってしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、このような
照明装置を使用して、照明を行なうことにより対象物の
観察を行ないたい場合、照明ムラが発生して均一な光照
射ができず、正確な観察を行なうことができず、種々の
対策が研究されているが、欠点を解決できずにいる。

【０００４】この発明は、以上の点にかんがみ、照射面
において均一な発光強度特性を得るようにした照明装置
を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の照明装置は、発光ダイオードから
成る発光部を備えると共に、一端がこの発光部に対向し
て配設された光ファイバから成る導光部と、発光部を駆
動する駆動部と、この駆動部に給電する電源部とを具備
することを特徴としている。請求項２に記載の照明装置
は、前記発光部の発光ダイオードを、導光部の一端内に
嵌入させることにより構成している。請求項３に記載の
照明装置では、前記導光部を構成する光ファイバの一端
及び／又は他端を、全体としてレンズ状に形成してい
る。請求項４に記載の照明装置は、前記導光部を構成す
る光ファイバの一端及び／又は他端を、個々の光ファイ
バ毎にレンズ状に形成することを特徴とする。請求項５
に記載の照明装置は、前記導光部の他端に、円錐面状に
拡大する反射鏡を備えたものである。また、請求項６に
記載の照明装置では、請求項１記載き構成に加え、ケー
ス内面を鏡面仕上げするようにしている。さらに、請求
項７に記載の照明装置では、複数の発光ダイオードを並
置して成る発光部と、一端が該複数の発光部に対向して
配設された光ファイバから成る導光部と、発光部を駆動
する駆動部と、駆動部に給電する電源部とを含み、上記
光ファイバの他端が上記複数の発光ダイオードのそれぞ
れに対応して分岐される構成とした。

【０００６】上記構成によれば、電源部からの給電によ
り駆動部が発光部の一個もしくは複数個の発光ダイオー
ドを駆動制御して発光させる。これにより、発光部の各
発光ダイオードから出射した光は、導光部の一端から導
光部内に入射して、その導光部を構成する光ファイバの
個々のファイバ内を伝送され、導光部の他端からほぼ平
行光となって出射する。したがって、発光部の各発光ダ
イオードから導光部の一端までの距離が比較的短いこと
から、導光部の一端に入射する光には、発光ダイオード
の構造による光の不均一性が現われず、さらに導光部を
介して平行光として出射するので、導光部から出射した
光は、ほぼ均一な光強度分布となる。これにより、照明
装置による照明光は照明ムラがなく、対象物を高い照度
で照射し、また対象物の正確な観察を行なうことができ
る。

【０００７】上記発光部の発光ダイオードが、導光部の
一端内に嵌入している場合には、発光ダイオードから出
射した光が、ほとんど散乱することなく高い効率で導光
部内に入射することになり、照明装置の発光強度を高く
することができる。

【０００８】上記導光部を構成する光ファイバの一端及
び／又は他端が、全体としてレンズ状に形成されている
場合には、光ファイバの全体としてのレンズ効果によ
り、照明光をよりいっそう均一化することができる。

【０００９】上記導光部を構成する光ファイバの一端及
び／又は他端が、個々の光ファイバ毎にレンズ状に形成
されている場合には、個々の光ファイバ毎のレンズ効果
により、照明光をよりいっそう均一化することができ
る。

【００１０】上記導光部の他端に、円錐面状に拡大する
反射鏡が備えられている場合には、導光部の他端から出
射した光が、さらにこの反射鏡によって発散角を絞り込
まれることになり、対象物に対する照明光をよりいっそ
う明るくすることができる。

【００１１】上記ケース内面が鏡面仕上げされている場
合には、たとえ発光ダイオードから光が外側に洩れたと
しても、ケース内面によって反射されて導光部の一端に
入射することになり、照明装置の発光強度を高くするこ
とができる。さらに、発光ダイオードの個数に対応し
て、光ファイバの他端が分岐されている場合は、分岐さ
れた各光ファイバの先端から複数の対象物を同時に照射
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて、この発明を詳細に説明する。図１及び図２はこ
の発明による照明装置の第一の実施形態を示している。
図１及び図２において、照明装置１０は、発光部１１
と、この発光部１１に対向して配設された導光部１２
と、導光部１２の先端に設けられた反射鏡１３と、発光
部を駆動する駆動部１４と、この駆動部１４に給電する
電源部１５と、これら発光部１１，導光部１２，駆動部
１４及び電源部１５を内蔵するケース１６とを含んでい
る。

【００１３】上記発光部１１は、一つの発光ダイオード
（ＬＥＤ）１１ａと、この発光ダイオード１１ａを保持
する固定板１１ｂとから構成されており、固定板１１ｂ
は後述する駆動部１４に接続されている。

【００１４】上記導光部１２は、光ファイバ１２ａから
構成されており、一端が上記発光部１１に対向している
と共に、他端が外側に向かって開放している。この場
合、光ファイバ１２ａは、その両端面が平坦に形成され
ている。なお、図１においては、導光部１２は、後述す
るケース１６の内側全体に配設されている。

【００１５】上記反射鏡１３は、導光部１２の先端（図
１にて右端）側において、外側に向かって発散するよう
に、円錐面状に形成されている。

【００１６】上記駆動部１４は、ケース１６内に収容さ
れており、電源部１５から給電されることにより、発光
部１１のＬＥＤ１１ａに対して駆動電流を供給するよう
に構成されている。

【００１７】上記電源部１５はケース１６内に収容され
ており、ケース１６の外面の、図１において左端面に設
けられた回転式スイッチ１５ａによりオンオフされるよ
うに構成されている。

【００１８】上記ケース１６は、図示の場合、所謂ペン
シルタイプとして細長い円筒状に形成されていると共
に、発光部１１，導光部１２，駆動部１４及び電源部１
５を収容している。なお、ケース１６は、その内面が鏡
面仕上げされている。

【００１９】この発明の実施形態による照明装置１０
は、以上のように構成されており、使用する場合には、
先ずスイッチ１５ａを回転操作することにより、スイッ
チ１５ａをオンにする。これにより、電源部１５から駆
動電圧がスイッチ１５ａを介して駆動部１４に供給さ
れ、駆動部１４が動作して、発光部１１の発光ダイオー
ド１１ａに駆動電流を流す。これにより発光ダイオード
１１ａが発光し、発光ダイオード１１ａから出射した光
は、一部が直接に導光部１２の一端に入射し、また他の
一部がケース１６の内面により反射された後、導光部１
２の一端に入射し、導光部１２の光ファイバ１２ａを通
って、導光部１２の他端からほぼ平行光として出射す
る。その後、導光部１２からの出射光は、さらに反射鏡
１３により発散角を絞り込まれながら、図面にて右方に
出射して、対象物を照明する。したがって、発光部１１
からの光は、導光部１２の光ファイバ１２ａによりほぼ
平行光に変換された後、対象物を照明することになる。
これにより、対象物は均一な発光強度特性を有する照明
光によって照明されるので、照明ムラがなく、正確な観
察を行なうことができる。

【００２０】図３は、上記導光部１２を構成する光ファ
イバの変形例を示している。図３において、光ファイバ
１２ｂは、図１の光ファイバ１２ａとは異なり、その右
端にて、個々の光ファイバの他端面が凸レンズ状（図４
（Ａ）参照）に形成されている。これにより、個々の光
ファイバの他端面から出射する光は、この凸レンズ状の
端面により集束されるので、対象物を照明する光がより
一層均一化される。なお、このような照明光の均一化
は、上記変形例に限らず、例えば図４（Ｂ）に示すよう
に、個々の光ファイバの左端（入射端）のみを凸レンズ
状に形成し、または図４（Ｃ）に示すように、個々の光
ファイバの両端を凸レンズ状に形成し、あるいは図４
（Ｄ）に示すように、個々の光ファイバの両端を凹レン
ズ状に形成することによっても達成することができる。

【００２１】図５はこの発明による照明装置の第二の実
施形態を示している。図５において、照明装置２０は、
図１に示した照明装置１０とほぼ同様の構成であり、以
下の点でのみ異なる構成になっている。即ち、本実施形
態による照明装置２０においては、発光部１１が、複数
個、図示の場合では二個の発光ダイオード１１ｃ，１１
ｄを備えていると共に、各発光ダイオード１１ｃ，１１
ｄの先端が導光部１２の一端内に嵌入している。さら
に、この場合、ケース１６の左端に設けられた回転式ス
イッチ１５ａの代わりに、ケース１６の上部に備えられ
たスライド式あるいは押しボタン式スイッチ１５ｂが備
えられている。

【００２２】このような構成の照明装置２０によれば、
図１に示した照明装置１０と同様に作用すると共に、二
個の発光ダイオード１１ｃ，１１ｄを備えていることに
より光量が倍増すると共に、各発光ダイオード１１ｃ，
１１ｄの側面から側方に出射する光が、直接に導光部１
２内に入射する。これにより、対象物に到達する照明光
の光度をよりいっそう高めることができる。

【００２３】図６はこの発明による照明装置の第三の実
施形態の要部を示している。図６において、照明装置３
０は、図１に示した照明装置１０とほぼ同様の構成であ
り、以下の点でのみ異なる構成になっている。即ち、本
実施形態による照明装置３０においては、導光部３１
が、一つの発光ダイオード１１ａに対応して小径に構成
されていると共に、導光部３１とケース１６の内面との
間の間隙には、取付部材３２が設けられている。さら
に、上記導光部３１を構成する光ファイバ３１ａの他端
面（出射端）が、全体としてレンズ状に形成されている
と共に、その入射端に、発光ダイオード１１ａの先端が
嵌入している。

【００２４】このような構成の照明装置３０によれば、
図１に示した照明装置１０と同様に作用すると共に、導
光部３１を構成する光ファイバ３１ａが小径でよいこと
からコストが低減される。さらに、各発光ダイオード１
１ａの側面から側方へ出射する光が、直接に導光部３１
内に入射するので、対象物に到達する照明光の光度をよ
りいっそう高めることができる。また、導光部３１の光
ファイバ３１ａの他端面がレンズ状に形成されているこ
とから、出射光はこの凸レンズ状の端面により集束され
るので、対象物を照明する光がよりいっそう均一化され
る。

【００２５】図７はこの発明による照明装置の第四の実
施形態の要部を示している。この実施形態による照明装
置４０においては、発光部４１が複数個、図示の場合で
は三個の発光ダイオード４１ａ，４１ｂ，４１ｃを備え
ており、また、導光部４２が、収束された三つの束の光
ファイバ４２ａ，４２ｂ，４２ｃで構成されている。そ
して、導光部４２の一端側（入射端）において、各発光
ダイオード４１ａ，４１ｂ，４１ｃと各光ファイバ４２
ａ，４２ｂ，４２ｃとがそれぞれ対応配置され、また、
導光部４２の他端側（出射端）では、三つの束の光ファ
イバ４２ａ，４２ｂ，４２ｃがそれぞれ分割されて所望
の方向に向けられている。

【００２６】このような構成の照明装置４０によれば、
前記各例のものと同様に作用すると共に、三個の発光ダ
イオード４１ａ，４１ｂ，４１ｃから出射した光は、直
接に導光部４２の各光ファイバ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ
にそれぞれ入射し、各光ファイバ４２ａ，４２ｂ，４２
ｃを通って、所望の方向に分岐されたそれぞれの他端側
（出射端）から出射することになる。従って、３方向に
ある対象物にそれぞれ均一な出射光を照射することがで
きる。

【００２７】上述した実施形態において、発光部を構成
する発光ダイオードは、一個乃至三個が使用されている
が、これに限らず、四個以上の発光ダイオードを備えて
いてもよいことは明らかである。なお、図示を省略する
が、導光部を構成する複数の光ファイバの他端側（出射
端）を、密に収束しないでバラけることにより、散点状
の光を照射することもできる。また、この導光部として
の光ファイバは任意の長さ及び径とし得ることは言うま
でもなく、同様にその本数も適宜必要により選択でき、
対象物の大きさや寸法、或いは位置に応じて種々のもの
を使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
電源部からの給電により駆動部が発光部の各発光ダイオ
ードを駆動制御して発光させる。これにより、発光部の
各発光ダイオードから出射した光は、導光部の一端から
導光部内に入射して、導光部を構成する光ファイバの個
々のファイバ内を伝送され、導光部の他端からほぼ平行
光となって出射する。したがって、発光部の各発光ダイ
オードから導光部の一端までの距離が比較的短いことか
ら、導光部の一端に入射する光には、発光ダイオードの
構造による光の不均一性が現われず、さらに導光部を介
して平行光として出射するので、導光部から出射した光
はほぼ均一な光強度分布となる。これにより、照明装置
による照明光は照明ムラがなく、対象物を高い照度で照
射し、また対象物の正確な観察を行なうことができる。
このようにして、本発明によれば、均一な発光強度特性
を得るようにした極めて優れた照明装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による照明装置の第一の実施形態の構成
を示す概略断面図である。

【図２】図１の照明装置における電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図３】図１の照明装置における導光部の変形例の要部
を示す部分断面図である。

【図４】図３の導光部における一本のファイバーの拡大
図及びその変形例を示す図である。

【図５】本発明による照明装置の第二の実施形態の構成
を示す概略断面図である。

【図６】本発明による照明装置の第三の実施形態の構成
を示す概略断面図である。

【図７】本発明による照明装置の第四の実施形態の構成
を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０ 照明装置 １１ 発光部 １１ａ，１１ｃ，１１ｄ 発光ダイオード １１ｂ 取付板 １２ 導光部 １２ａ 光ファイバ １３ 反射鏡 １４ 駆動部 １５ 電源部 １５ａ，１５ｂ スイッチ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光ダイオードから成る発光部と、 一端がこの発光部に対向して配設された光ファイバから
   成る導光部と、 発光部を駆動する駆動部と、 この駆動部に給電する電源部と、を含んでいることを特
   徴とする、照明装置。
2. 【請求項２】 前記発光部の発光ダイオードが前記導光
   部の一端内に嵌入していることを特徴とする、請求項１
   に記載の照明装置。
3. 【請求項３】 前記導光部を構成する光ファイバの一端
   及び／又は他端が、全体としてレンズ状に形成されてい
   ることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
4. 【請求項４】 前記導光部を構成する光ファイバの一端
   及び／又は他端が、個々の光ファイバ毎にレンズ状に形
   成されていることを特徴とする、請求項１に記載の照明
   装置。
5. 【請求項５】 前記導光部の他端に、円錐面状に拡大す
   る反射鏡が備えられていることを特徴とする、請求項１
   に記載の照明装置。
6. 【請求項６】 発光ダイオードから成る発光部と、一端
   がこの発光部に対向して配設された光ファイバから成る
   導光部と、発光部を駆動する駆動部と、駆動部に給電す
   る電源部と、これら発光部，導光部及び電源部を収容す
   るケースとを含み、このケース内面が鏡面仕上げされて
   いることを特徴とする、照明装置。
7. 【請求項７】 複数の発光ダイオードを並置して成る発
   光部と、一端が該複数の発光部に対向して配設された光
   ファイバから成る導光部と、発光部を駆動する駆動部
   と、駆動部に給電する電源部とを含み、上記光ファイバ
   の他端が上記複数の発光ダイオードのそれぞれに対応し
   て分岐されていることを特徴とする、照明装置。