JP2001176314A - 照光装置 - Google Patents
照光装置Info
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Abstract
する。 【解決手段】光源1と、内面が光源1からの光を散乱
し、光源1を取り巻くチャンバー2と、チャンバー2に
設けられた光を出力する出力ポート3とを備え、光源1
から出力ポート3への光の直接経路がないように構成さ
れている。また、出力ポート3にはチューブ4、5を設
け、光源には機械的シャッター7、8を設けた。
Description
り詳しくは照明システムに適用される照光装置に関す
る。特に、その光度(明るさ)を調整でき、又は光を一
つの又は多数の光ファイバーに集光する、むらのない照
光装置を提供するものである。
できる限り多く集め、この光を選ばれた方向に向けるこ
とを目的としている。電球の後方に反射器を配置して、
後方又は側方に放射された光を集め、この光を前方に反
射さることが、古くから行われていた。この反射器は、
前方にある電球のフィラメントの(不鮮明)像を提供す
る結像光学部材として作用する。
は光源からの光が光源の像を作り、また光が出力ポート
に直接到達するので、光にむらが生じ、均一な強度の光
を得ることが困難であった。
的光度可変装置を付加しなければならなかった。
難であり、出力光を光ファイバーに導くときに、照光装
置と光ファイバーとの光学的結合が困難になる場合があ
った。
て有効な散乱チャンバーを使用した照光装置を提供する
ことを目的とする。
源と、光源からの光を散乱させるための内面を有する散
乱チャンバーと、チャンバーに設けられ光出力を提供す
る出力ポートとを有している。
内面が前記光源からの光を散乱し、前記光源を取り巻く
チャンバーと、前記チャンバーに設けられた光を出力す
る出力ポートとを備え、前記光源から前記出力ポートへ
の光の直接経路がないように構成されている。
光源が一又は二以上の発光素子を含んでいる。
出力ポートが前記出力光の平行度を調整する手段を備え
ている。
出力光をファイバー照明のために光ファイバーに集束す
る手段を備えている。
集束手段が前記出力光の焦点を、前記光ファイバーに調
節することを特徴としている。
チャンバーがこのチャンバー内に発生した熱を減少させ
るための手段を備えている。
チャンバー熱減少手段が、可視光を前記チャンバーに戻
るように反射させるとともに前記チャンバーからの赤外
線を透過させる窓を含んでいる。
チャンバーが前記照光装置に発生した熱を減少させる手
段を備えている。
照光装置熱減少手段が、可視光を透過させるとともに赤
外線を反射させる窓を有する。
記光源が前記光の出力強度を変えるように構成してい
る。
前記光出力強度可変手段を、前記光源の調節可能なシャ
ッタ又はカバーとしてある。
記光源からの光が、前記チャンバーの内面のガラス粉体
によって散乱されるように構成している。
前記ガラス粉体が、ほぼ10ミクロン未満の粒子サイズ
を有している。
記光源を前記チャンバー内に設けた。
からの光を散乱するチャンバーと、前記チャンバーに設
けられた光を出力する出力ポートとを備え、前記光源か
ら前記出力ポートへの光の直接経路がないように構成さ
れている照光装置において、前記光源が前記チャンバー
の外部にあり、前記チャンバーが前記光源からの光を前
記チャンバーに入れるための入力ポートを有している。
からの光を散乱するチャンバーと、前記チャンバーから
光を出力する前記チャンバーに設けられた出力ポートと
を備え、光が前記チャンバーを通り抜け前記出力ポート
から出力される前に、前記光源からの光が前記チャンバ
ー内で散乱されるように、前記光源と前記出力ポートが
構成されている。
メントを結像することはなく、チャンバー内で放射光を
散乱させるものである。このチャンバーは、散乱光を出
力するための出力ポートを有するように構成されてい
る。その原理は積分球と同様である。ここで、光源はそ
の内部が効率のよい反射又は散乱材料で覆われた球体の
内部に配置される。一般的な反射又は散乱効率は、入射
光に対し99%以上である。これはごく僅かな光しか内
面によって吸収されないことを意味している。従って、
光源からの放射光は球体内で何度も散乱して、光子の移
動方向が効果的に乱数化される。球体の内部のどの部分
も、その部分に当たる光の強度は同じになる。
とき、検出器の読みは、光が放出された方向とは関係な
く光源から放出された光の全量に比例する。この種の測
光分析はこれらの照光装置に対して普通に適用される。
射電球のような光源の方向特性とは無関係に均一な強度
の光を放出する。換言すれば、光の放射の空間的分布に
関するあらゆる特性が、光子がチャンバーの内部を横切
る際の多数の散乱事象によって取り去られる非結像光源
が提供される。
配備された一つ又はそれ以上の発光素子を含むことがで
きる。一つ以上の発光素子が設けられている場合は、そ
れらは同じものでも、異なるものでもよい。外部光源が
設けられる場合は、チャンバーには光が入るための入力
ポートが設けられる。複数の入力ポートを設けてもよ
い。
力ポートにおける光出力側で発生される熱を減少させる
ように構成される。例えば、一つ又はそれ以上の窓に可
視光と赤外線(熱)を分離するための反射/透過特性を
もたせることができる。従って、窓をチャンバーの壁に
設けて、赤外線をチャンバーの外へ放出させ、チャンバ
ー内で可視光を反射させることもでき、及び/又は窓を
出力ポートに設けて、可視光をチャンバーの外へ透過さ
せ、チャンバー内で赤外線を反射させてもよい。
よって調整できる。この調整は機械的、電気的又は電子
的制御装置によって達成できる。機械的制御装置は光源
をカバーするための調節可能なシャッターを使用するこ
とができる。これは特に簡単、かつ、例えばスライド・
カバー又は絞りのような種々の形態とすることができ
る。複数の出力ポートを設けてもよい。
第14及び第16の発明では、光の直接経路が生じない
ように、散乱チャンバー内に光源を配置したので、むら
のない均一な出力光を得ることができる。
ことができる。さらに、第4及び第5の発明では、出力
光の平行度により光ファイバーに入射する光の角度を調
整することができる。
減少させる手段を設けたので、チャンバー内の温度上昇
を抑えることができる。
熱を減少させる手段を設けたので、出力ポートへの熱の
放射を抑えることができる。
変える手段を有するので、出力光の強度を可変すること
ができる。特に、第11の発明では電気的光度可変装置
を付加する必要がない。
に配置したので、使用する光源の大きさ等が制約を受け
ず、チャンバー内の発熱を抑制することができる。
て説明する。
体である内面を有するチャンバー2内に配置された光源
1を備えている。このチャンバー2は積分球と同様であ
る。チャンバー2は、光を出力する出力ポート3を有し
ており、照明器具ではゲート6の方に向けられている。
光度の分布及び光の平行度は、出力ポート3のチューブ
を使用して調整することができる。このチューブはチャ
ンバー2の内側4及び/又は外側5に配置する。
は、チューブの直径に対する長さの比に依存する。チュ
ーブは、チャンバーの出力ポート3に向かう光を放射す
る面となるチャンバーの壁の域12に陰影を作る程度に
チャンバー2内に入り過ぎないように配置する。チュー
ブの外側は、チャンバー2の内面の一部として作用し、
チャンバー内で光のエネルギーを吸収しないように構成
されている。
ポート3への直接の光路を生じない位置で、チャンバー
2内に配置される。そのような一つの位置を図1に示
す。直接経路があれば、チャンバー2から放出された光
はむらのない均一な分布とはならない。
に供給される電力を調節することによって制御される。
このために電力レベルを制御する電子装置を付加しなけ
ればならない。
覆い、光の出力レベルを制御するシャッターのような機
械的な制御手段を有している。従来の反射器や集光器で
は、シャッターの端部が出力ポートの先に映ってしま
う。この非結像光源は部分的な光源の像を作らず、ま
た、シャッターで覆われた部分的な光源によらず、出口
では均一な光度とすることができる。
によって示す。図2Aは光源1上のスライドドームカバ
ー8の断面を示す。スライドドームカバー8は2以上の
球面状の覆いで構成され、一方又は双方が動くことによ
り光源1から放出される光の量を制御する。図2Bはエ
ンド・カバーを使用して光源1を完全に包囲するように
移動可能な円筒状カバー7を示す。円筒状カバー7は、
光源1の上部の平板上の覆いと、光源1の周囲の円筒状
の覆いとで構成され、円筒状の覆いがチャンバー2の表
面から出入りすることにより、光源1から放出される光
の量を制御する。この機械的シャッターは、例えば簡単
なモータ(ステッピングモータ又は直流モータ)と簡単
な電気制御装置を用いて、又はシステムの外部に付加し
た機械的駆動装置を用いて手動にて制御することができ
る。従って、このシステムは複雑な電子的な光度可変装
置を必要としない。
るのに使用される。よって、図3の断面図で示したよう
にチューブ内に入射する光の一部を集めるスラットを備
えた構造とすることができる。スラットを有するチュー
ブ4によって透過された光9が、チャンバー2内に戻
り、さらに散乱される。従って、スラット・チューブ4
を使用すると全体の光出力強度を高めることになる。こ
れは吸収面の大きさ(例えばチューブ4の内部が吸収面
である場合に)が減少し、又はシステム内からの光の望
まない出力光線(例えば、光9がチューブ4で反射され
る場合に鋭角でチャンバー2の出力ポート3を通じて伝
播することになる)が減少するからである。
の平行度を制御するのに使用することができる。外部チ
ューブ5が内部チューブなしに使用されると、チューブ
にスラットを使用しても、光の出力レベルは内部チュー
ブについて説明したようには高くならない。これはスラ
ットの隙間から漏れる光がこの照光装置から失われるか
らである。しかし、外部チューブ5の内部を鏡面状にす
ると利点がある。特に外部チューブ5が内部チューブ4
と併用される場合に、外部チューブ5の内側に入射する
光10は、外部チューブ5の内面を擦るような鈍角とな
る。この外部チューブ5の内面による反射手段は、光を
必要な域(図1、外部ゲート6)に集束させる。
向に対称的に作ることができる。この構成には製造上い
くつかの利点がある。円錐状の反射鏡11は、光源1か
らの直接の光路を遮蔽するのに用いられる。出力光は、
反射鏡11に反射されチャンバー2の側部周方向付近か
ら到来する。
たように光源1からの光を一つ又は複数の光ファイバー
13に導光する手段を備えることもできる。ファイバ1
3はチャンバー2の出力経路のどの個所にも配置するこ
とができる。図6は外部チューブ5の端部にファイバー
13を配置している。チューブ4、5はファイバー13
の端部に入射する光の角度を制御するために用いられ
る。よって、光のファイバー(許容角度が限定されてい
る)との結合効率が制御される。ファイバ13は、その
端部が図7に示すようにチャンバーの壁の近傍になるよ
うに配置することもできる。この配置は図6に示す実施
例より簡単である点で優れている。
に合焦することもできる。この実施例を図8に示す。球
形レンズ14は光源からの光を光ファイバ13に結合さ
せる透明球体である。この機構の問題は球形レンズ14
を光ファイバーの端部と一致させることである。これ
は、ボールベアリングのような球体15を、球形レンズ
14の隙間に積み重ねた第2層を設け、光ファイバーが
配置される窪みを設けることにより解決される。図9
に、立体的重ね合わせを別方向から見た構成を示す。こ
の重ね合わせの構成は複数あり(結晶学において周知で
ある)、図示した立方体より大きい密度を有する六方最
密構造を含む。図9の概略図は、ボールベアリング15
の直径よりも小さい光ファイバー13の場合を示す。こ
の構造はファイバーがボールベアリングより大きい直径
を有しているか、又は同等の直径である場合に適する。
は、光源1から放出される熱を除去することである。前
述した照光装置ではチャンバー2内に光源1を収容され
ている閉鎖型システムなので、多少の注意を必要とす
る。このため図10に示すように、窓16をチャンバー
2の壁に設け、可視光は有効に反射させるが赤外線
(熱)は透過させるような反射/透過特性をもたせるこ
とによって、チャンバー内の熱の増加を抑えるようにす
る。
図10に示したようにチャンバー2からの出力経路に配
置することもでき、可視光は有効に透過させるとともに
赤外線(熱)は反射させる反射/透過特性をもたせる。
これによって光源システムの出力側における熱を減少さ
せることもできる。
ターカラーCDM−T電球)は本発明には特に有効であ
る。しかし、散乱チャンバー2は他のタイプの光源とも
併用できる。例えば、図11では、チャンバー2内にイ
オウ・ランプ(sulphur lamp)19を配置
している。この構成は、ランプ19から放射されるマイ
クロ波を透過するためにチャンバー2の壁に窓18を設
ける必要がある。
きる。例えば、図12に示す実施例において、チャンバ
ー2内に3個の発光素子を含む光源20を有する。他の
実施例(図示省略)では、チャンバー2に複数の出力ポ
ートを備えることもできる。
することもできる。この場合、光源はチャンバーの外側
に配置されるのが好ましい。図13Aと図13Bは、光
源1からの光をチャンバー2の壁にある入力ポート22
に向けるための外部光源1と集光器21を備えた二つの
構成を示す。
2に透過させるとともに赤外線(熱)は反射させる反射
/透過特性をもたせてることができ、チャンバー2内の
熱の増加を抑制することもできる。
に入力ポート22に向かう可視光を反射させ、赤外線
(熱)はシステムの外部に透過させる反射/透過特性を
もたせることができ、チャンバー2内の熱の増加を抑制
できる。
度を機械的に制御することを可能にする。図13Aと図
13Bはこのための二つの構成を示す。図13Aではス
ライド・カバー23を用い、図13Bでは絞り24を用
いて、光源1に露光される入射ポート22の面積を変え
ている。
ーブ4の外側面被膜材料とは、入射光の吸収を最少にす
るとともに、効率的に散乱をする必要がある。散乱材料
には吸収率が5%未満、より好ましくは1%未満のもの
を使用するのが好ましい。
は、粒体サイズが約10μm未満のガラス粉体がある。
この粉体は接着剤又は他の種類の接合剤を使用してチャ
ンバー2の内壁に固着させることができる。又は、塗
料、樹脂又はある種の他の物質に混合して、チャンバー
2の内部を被膜するか、又はチャンバーの構造に形作る
こともできる。他の散乱材料には、硫化バリウム又は耐
熱性つや消し白色塗料が使用可能である。
度を出力する散乱特性であるが、幾分かの光を反射する
ものであってもよい。
又は劇場照明又は建築照明のための照明装置、ビデオ投
影(液晶表示パネル、デジタル・ミラー投影)及び光導
体(光ファイバー、透明導光体)を照明する光源に用い
ることができる。
射光学装置25とを付加し、静止画像又は動画像の投影
を可能としたものを示す。反射形映像投影素子34には
テキサス・インスツルメンツ・デジタル・ライト・プロ
セッシング・プロセッサー又は薄膜トランジスタ(TF
T)スクリーン又は液晶表示装置を用いる。出力ポート
からの光線26は、投射光学部材25への代表的な光路
を示す。
影光学装置25とを付加し、静止画像又は動画像の投影
を可能としたものを示す。透過形映像投影素子27には
薄膜トランジスタ(TFT)スクリーン又は液晶表示装
置を用いる。出力ポートからの光線26は、投射光学部
材25への代表的な光路を示す。
術にに習熟した人にとって理解できるであろうし、また
本発明は特許請求の範囲内で全ての変形例を含むもので
ある。
ための出力ポートのを含む照光装置の概略図。
す概略図。
出力光レベルを高めることができる内部チューブを含む
照光装置の概略図。
力ポートへの光の直接経路を覆おう反射鏡とを備えた照
光装置の概略図。
概略図。
先端が設けられた照光装置の概略図。
を備えた照光装置の概略図。
照光装置の別方向から見た図。
照光装置の概略図。
放射光源を備えた照光装置の概略図。
素子と投射光学部材を備え、静止又は動画像を投影する
システムの概略図。
素子と投射光学部材を備え、静止又は動画像を投影する
システムの概略図。
Claims (16)
- 【請求項1】 光源と、内面が前記光源からの光を散乱
し、前記光源を取り巻くチャンバーと、前記チャンバー
に設けられた光を出力する出力ポートとを備え、前記光
源から前記出力ポートへの光の直接経路がないように構
成されている照光装置。 - 【請求項2】 前記光源が一又は二以上の発光素子を含
む請求項1に記載の照光装置。 - 【請求項3】 前記出力ポートが前記出力光の平行度を
調整する手段を備えた請求項1に記載の照光装置。 - 【請求項4】 前記出力光をファイバー照明のために光
ファイバーに集束する手段を備えた請求項1に記載の照
光装置。 - 【請求項5】 前記集束手段が前記出力光の焦点を、前
記光ファイバーに調節することを特徴とする請求項4に
記載の照光装置。 - 【請求項6】 前記チャンバーがこのチャンバー内に発
生した熱を減少させるための手段を備えたことを特徴と
する請求項1に記載の照光装置。 - 【請求項7】 前記チャンバー熱減少手段が、可視光を
前記チャンバーに戻るように反射させるとともに、赤外
線を透過させる窓を含んでいることを特徴とする請求項
6に記載の照光装置。 - 【請求項8】 前記チャンバーが前記照光装置に発生し
た熱を減少させる手段を備えていることを特徴とする請
求項1に記載の照光装置。 - 【請求項9】 前記照光装置熱減少手段が、可視光を透
過させるとともに赤外線を反射させる窓を有することを
特徴とする請求項8に記載の照光装置。 - 【請求項10】 前記光源が前記光の出力強度を変える
ことを特徴とする請求項1に記載の照光装置。 - 【請求項11】 前記光出力強度可変手段が、前記光源
の調節可能なシャッタ又はカバーであることを特徴とす
る請求項10に記載の照光装置。 - 【請求項12】 前記光源からの光が、前記チャンバー
の内面のガラス粉体によって散乱されることを特徴とす
る請求項1に記載の照光装置。 - 【請求項13】 前記ガラス粉体が、ほぼ10ミクロン
未満の粒子サイズを有していることを特徴とする請求項
12に記載の照光装置。 - 【請求項14】 前記光源を前記チャンバー内に設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の照光装置。 - 【請求項15】 光源と、内面が前記光源からの光を散
乱するチャンバーと、前記チャンバーに設けられた光を
出力する出力ポートとを備え、前記光源から前記出力ポ
ートへの光の直接経路がないように構成されている照光
装置において、前記光源が前記チャンバーの外部にあ
り、前記チャンバーが前記光源からの光を前記チャンバ
ーに入れるための入力ポートを有していることを特徴と
する照光装置。 - 【請求項16】 光源と、内面が前記光源からの光を散
乱するチャンバーと、前記チャンバーから光を出力する
前記チャンバーに設けられた出力ポートとを備え、光が
前記チャンバーを通り抜け前記出力ポートから出力され
る前に、前記光源からの光が前記チャンバー内で散乱さ
れるように、前記光源と前記出力ポートが構成されてい
るシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34736599A JP4445082B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 照光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34736599A JP4445082B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 照光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001176314A true JP2001176314A (ja) | 2001-06-29 |
JP4445082B2 JP4445082B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=18389746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34736599A Expired - Lifetime JP4445082B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 照光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4445082B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008509515A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光エンジン |
JP2017508170A (ja) * | 2013-11-15 | 2017-03-23 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | 均一に照明されたライトガイド |
US9927568B2 (en) | 2013-11-15 | 2018-03-27 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Uniformly lit light guides |
-
1999
- 1999-12-07 JP JP34736599A patent/JP4445082B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4829230B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2011-12-07 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光エンジン |
KR101214135B1 (ko) * | 2004-08-06 | 2012-12-21 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 광 엔진 |
JP2017508170A (ja) * | 2013-11-15 | 2017-03-23 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | 均一に照明されたライトガイド |
US9927568B2 (en) | 2013-11-15 | 2018-03-27 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Uniformly lit light guides |
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