JP2001297603A

JP2001297603A - 線状発光体

Info

Publication number: JP2001297603A
Application number: JP2000111112A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sugiyama; 秀夫杉山; Masanori Masutani; 真紀増谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】側周面から高輝度に発光し、光のロスが少な
い線状発光体を提供する。【解決手段】この線状発光体は、光伝送チューブ１
と、光伝送チューブ１の両端の反射体７と、光伝送チュ
ーブ１に設けられた凹部６と、該凹部６に対面する光源
ユニット１１とを有する。光伝送チューブ１は、管状ク
ラッド３と、このクラッド材よりも高屈折率の材料で構
成されるコア２とを備え、管状クラッド３とコア２との
間の帯状の反射層４とを有する。凹部６はコア２に入射
する光を分散させる役割を果している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、側周面から光を放
射させるようにした線状発光体に係り、特に、管状クラ
ッドと、この管状クラッドの構成材料よりも高屈折率の
材料よりなるコアとを備えたものに好適な線状発光体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】側周面から光を放射させるようにした線
状発光体として、管状クラッドと、該管状クラッドの構
成材料よりも高屈折率の材料で構成されるコアとを備え
る光伝送チューブにおいて、該管状クラッドとコアとの
間に該管状クラッドの長さ方向に沿って帯状の反射層を
形成し、前記コアを通る光を該反射層で反射・散乱させ
て該反射層形成側と反対側の管状クラッド側周面から放
出させるようにした光伝送チューブよりなるものが近年
注目されている。この線状発光体の側周面からの発光量
を長手方向で均一にするために、該帯状の反射層の幅を
その長さ方向で変化させることも知られている（特開２
０００−３９５１９号）。

【０００３】この光伝送チューブでは、反射層を管状ク
ラッドとコアとの間にチューブの長さ方向に沿って帯状
に形成してあり、光量の最も多いコア内部を通る強い光
がこの帯状の反射層で反射され、該反射層と反対側のチ
ューブ側周面から指向性の高い強い光として放出され
る。この結果、著しく輝度が高くなり、非常に明るいも
のとなる。帯状の反射層を、該光伝送チューブの光の入
射部となる一端側から他端側へ向って次第に幅が大きく
なるように形成することにより、光伝送チューブから、
長さ方向においてほぼ均等な光量の光が放出されるよう
にすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光伝送チューブ
よりなる線状発光体にあっては、光源を該光伝送チュー
ブの一端面に対面配置させ他端面には反射板を設ける
か、又は光伝送チューブの両端面にそれぞれ光源を対面
配置させるようにしているが、いずれも端面からの光の
ロスが多いという問題があった。

【０００５】即ち、一端面に光源を設け、他端面に反射
板を設けた光伝送チューブの場合、該一端面から光伝送
チューブに入った光のうち相当量のものは、光伝送チュ
ーブの周面から外方に放射されるが、残りの光が他端面
に達し、この他端面で反射されて一端面に戻り、該一端
面から光伝送チューブ外に出て、光のロスとなる。

【０００６】両端面に光源を配置した光伝送チューブに
あっては、互いに反射側の端面に達した光が端面から光
伝送チューブ外に出て、光のロスとなる。

【０００７】本発明は、このような光のロスが減少さ
れ、発光効率が向上した線状発光体を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の線状発光体は、
透光材よりなる線状の光伝送体と、該光伝送体内に光を
供給する光源とを有する線状発光体において、該光伝送
体の長手方向の途中部分に光入射部を設け、該光入射部
に対面させて該光源を配置し、該光伝送体の両端面に反
射体を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】かかる線状発光体にあっては、長手方向の
途中部分の光入射部から光伝送体内に入った光の相当量
は、光伝送体の周面から放射される。光伝送体の端面に
達した光は、反射体によって反射され、再び光伝送体内
を他方の端面に向い、この途中で光伝送体の周面から放
射される。他方の端面に達した光は、再び反射体で反射
され、元の方向に戻る。

【００１０】このように、光伝送体の両端面に反射体を
設けているので、光伝送体の端面から外部に放射される
損失光量がきわめて少ないものとなる。

【００１１】入射部を光伝送体の長手方向の途中に設け
るには、該光伝送体の長手方向の途中に凹部を設け、こ
の凹部に対面させて光源を配置するのが好ましい。この
場合、光源からの光が該凹部によって分散されて光伝送
体内に入るので、該入射部付近のみが極端に明るく光を
放射することが防止され、発光光量が線状発光体の長手
方向において均等化され易くなる。

【００１２】この光源の背後側に反射板を設けるのが好
ましい。

【００１３】本発明では、光伝送体は、コアと管状クラ
ッドとからなるものであってもよい。

【００１４】本発明では、光入射部から光伝送体の端部
にまで帯状の反射層が設けられてもよい。

【００１５】本発明では、光伝送体内を伝播する光を散
乱させるための散乱手段を設けてもよい。この散乱手段
としては、粗面部であることが好ましい。粗面部とする
ための具体的な手段としては、光伝送体の周面に切込を
設けることが例示される。光伝送体がコアと管状クラッ
ドとからなる場合には、この切込はコアに達するように
設けられる。

【００１６】この切込の配置密度を光伝送体の端部ほど
高くすることにより、光伝送体の長手方向での光放射量
を均等化することができる。

【００１７】本発明では、光伝送体内に光散乱用の微粒
子が含まれていてもよい。この場合、入射部付近に多量
の微粒子を含有させることにより、光源から入射部に入
ってきた光がそのまま光伝送体を素通りして光源と反対
側へ抜けることが防止される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１９】図１〜３は本発明の線状発光体の実施の形
態を示し、図１は斜視図、図２，３は図１のII−II線、
III−III線に沿う断面図である。

【００２０】この線状発光体１０は、光伝送チューブ１
と、この光伝送チューブ１の長手方向の中央部に設けら
れたＶ字形断面形状の凹部６と、該光伝送チューブ１の
両端面に設けられた反射体７と、該凹部６に対面配置さ
れたＬＥＤ１２及び反射板１３よりなる光源ユニット１
１等を備えてなる。

【００２１】この光伝送チューブ１は、コア２とこれを
覆う管状クラッド３との間に、チューブの長手方向に延
在し、その長さ方向に幅が異なる（本実施例では中央か
ら両端側へ向けて幅が太くなる。）帯状の反射層４を形
成したものである。なお、反射層４はコア３の表面から
若干コア３の内部に侵入した状態で形成されていても良
い。

【００２２】上記の凹部６の幅は、ＬＥＤ１２の直径と
ほぼ等しいこと、例えばＬＥＤの直径の７０〜１５０％
であることが好ましい。

【００２３】このように構成された線状発光体１０にあ
っては、ＬＥＤ１２からの光が凹部６からコア２内に分
散されて入り、光伝送チューブ１の周面から放射され
る。光伝送チューブ１の端面に達した光は、反射体７に
よって反射され、その後光伝送チューブ１の周面から放
射される。

【００２４】なお、ごく一部の光は凹部６から光伝送チ
ューブ１外に放射されるが、反射板１３によって反射さ
れ、再び凹部６からコア２内に戻される。

【００２５】このようにＬＥＤ１２からの光の実質的に
全量が光伝送チューブ１の周面から放射され、光のロス
がきわめて少ない。また、凹部６によってＬＥＤ１２か
らの光を分散させるため、光伝送チューブ１の長手方向
の発光光量分布が均等化され易い。コア２を構成する材
料（コア材）には、管状クラッド３を構成する材料（ク
ラッド材）よりも屈折率が高い透明材料が用いられ、一
般的には、プラスチック、エラストマー等の中から目的
に応じて適宜選択使用される。

【００２６】コア材の具体例としては、ポリスチレン、
スチレン・メチルメタクリレート共重合体、（メタ）ア
クリル樹脂、ポリメチルペンテン、アリルグリコールカ
ーボネート樹脂、スピラン樹脂、アモルファスポリオレ
フィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレー
ト、ポリサルホン、ポリアリルサルホン、ポリエーテル
サルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ジアリル
フタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカーボネート、
ノルボルネン系樹脂（ＡＲＴＯＮ）、脂環式アクリル樹
脂（オプトレッツ）、シリコン樹脂、アクリルゴム、シ
リコンゴム等の透明材料が挙げられる（なお、「（メ
タ）アクリル」とは「アクリル及びメタクリル」を示
す。）。

【００２７】一方、クラッド材としては、屈折率の低い
透明材料の中から選定することができ、プラスチックや
エラストマー等の有機材料が挙げられる。

【００２８】クラッド材の具体例としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、フッ
化ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレン
−ポリビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂、シリコ
ン樹脂、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエ
ンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ブチルゴム、
ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤ
Ｍ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素
ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。

【００２９】上記のコア材、クラッド材のうち、透明性
や屈折率等の光学特性及び同時押し出し加工性の面か
ら、コア材としては、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、スチレン−（メタ）アクリル共重合体（ＭＳポリマ
ー）等が好ましく、また、クラッド材としては（メタ）
アクリル系ポリマー等が好ましい。

【００３０】反射層は白色顔料や散乱材を含む（メタ）
アクリル系ポリマーで形成することが好ましい。

【００３１】ここで白色顔料や散乱材としては、シリコ
ーン樹脂粒子やポリスチレン樹脂粒子等の有機ポリマー
粒子、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２等の金属酸化物
粒子、ＢａＳＯ_４等の硫酸塩粒子、ＣａＣＯ_３等の炭酸
塩粒子等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以
上を併用して使用することができる。

【００３２】反射効率や同時押し出し加工性等を考慮し
た場合、これら白色顔料や散乱材の粒子の平均粒径は
０．１〜２００μｍ程度特に０．５〜５０μｍ程度であ
ることが好ましく、また、反射層構成材料（反射材）中
の含有量は０．５〜２０重量％程度特に１〜１０重量％
程度であることが好ましい。

【００３３】反射層４の厚さは特に制限されないが、１
０〜２００μｍ特に５０〜１００μｍとすることが好適
である。この厚さが薄すぎると反射される光が少なくな
るため輝度が低くなり、厚すぎると反射される光が多く
なり輝度が高くなるが、これは光源から近距離の場合
で、更に光源から離れた所では逆に輝度が低くなる不利
を伴う場合がある。

【００３４】コア２の直径は特に制限されないが、通常
２〜３０ｍｍ特に５〜１５ｍｍ程度とされる。また、管
状クラッド３の肉厚は通常０．０５〜４ｍｍ特に０．２
〜２ｍｍ程度とされる。

【００３５】なお、反射層４を一端側から他端側に向け
て次第に幅が大きくなるように形成した光伝送チューブ
１であれば、該一端側から入射させた光が反射層４で反
射されて光伝送チューブ１の側周面から放出され、コア
２内の光量が他端側に向けて少なくなるのに対して、反
射層４の幅を大きくして光の反射率を高めることで、光
伝送チューブ１の長さ方向に亘って均等な光が放出され
るようにすることができる。

【００３６】反射層４の幅（周方向長さ）は、例えばコ
ア２の周長の３〜５０％、特に５〜２０％程度の範囲が
好ましいが、この範囲外であっても良い。反射層４の幅
を変化させる場合、連続的に変化させても良く、段階的
に変化させても良い。

【００３７】図示はしないが、反射層４を覆うように、
管状クラッド３の外表面に反射性保護層を形成しても良
い。このような反射性保護層を形成した光伝送チューブ
であれば、反射層４にピンホール等の欠陥がある場合、
この欠陥部分を通って反射層４の裏側に漏洩する光や反
射層４の側部から漏洩する光をこの反射性保護層で反射
することにより光の損失を低減し、反射層４の反対側の
輝度をより一層高めることができる。

【００３８】この反射性保護層の構成材料としては、反
射層４から漏れた光を外部に透過させず、また、この光
を吸収せず、効率的に反射させるものが好ましく、具体
的には、銀、アルミニウム等の金属箔や金属シート、或
いは光を散乱する上記したような散乱性粒子を分散した
塗膜等を用いることができる。

【００３９】この光伝送チューブを製造するには、多色
押出機例えば３個のスクリュー部を有する３色押出機を
用い、コア材、クラッド材、及び白色顔料又は散乱材を
含む反射材を押出機に導入し、コア材を円柱状に、反射
材をこの円柱状コア材の外周面上に帯状に、かつクラッ
ド材を上記コア材及び反射材を覆うチューブ状に同時に
押し出すに際し、押し出しスクリューの回転数を変化さ
せるなどして反射材の押し出し量を変化させて、長さ方
向に幅の異なる帯状の反射層４をコア２と管状クラッド
３との間に押し出せば良い。

【００４０】この方法によれば、屈折率や物性の異なる
３種の材料を同時に押し出し、３種の機能を持った積層
構造体を一度に成形することができ、成形速度が速く、
しかも各材料が軟化状態で積層されるため、各層間の密
着性にも優れた光伝送チューブを効率的に製造すること
ができる。

【００４１】なお、本発明においては、反射層は１条に
限らず、複数条形成しても良く、このように複数条の反
射層を形成するべく、反射材を複数条に分割して押し出
すためには、上記押し出し成形方法において、反射材の
口金を複数個用いても良く、１つの口金に反射層間の間
隔に相当する仕切壁を設けて押し出しても良い。

【００４２】反射性保護層を形成する場合には、上記押
し出し成形後に金属箔や金属シートを貼着したり、散乱
性粒子を分散させた塗料を塗布したりすれば良いが、同
時押し出しにより反射性保護層を形成することも可能で
ある。

【００４３】なお、光伝送チューブは上記以外の方法で
製造されても良い。

【００４４】上記実施の形態では、凹部６はＶ字形状で
あるが、湾曲形状例えばＵ字形状や円弧形状であっても
よい。

【００４５】また、図２では凹部６がコア２に達するよ
うに設けられているが、図４の光伝送チューブ１Ａのよ
うに反射層４が設けられていないときには、凹部６Ａが
コア２に達しないように管状クラッド３にのみ設けられ
てもよい。１５はＬＥＤを示す。

【００４６】本発明では、図５〜７の線状発光体２０の
光伝送チューブ１Ｂのように、切傷状の切込８を光伝送
チューブの外周面に設けてもよい。この切込８は、コア
２に達するように管状クラッド３及び反射層４を貫いて
設けられている。

【００４７】この切込８は、光伝送チューブ１Ｂの周方
向に延在するように設けられるのが好ましい。この切込
８は、例えば平歯車状の回転体を光伝送チューブの外周
面に押し当てることにより形成することができる。

【００４８】この切込８を設けることにより、光伝送チ
ューブ１Ｂ内を伝播し反射層４に入射する光が散乱さ
れ、光伝送チューブ１Ｂの周面から放射される。この切
込８からはごくわずかの光が光伝送チューブ外に放射さ
れるが、この光量は少なく、光ロスの増大はごく少量で
ある。

【００４９】この切欠８の開き角度θは３０〜６０°例
えば約４５°程度が好ましい。切欠８を設けるピッチは
１〜５ｍｍとくに２〜４ｍｍ程度が好ましい。なお、図
５〜７の他の構成は図１〜３と同様であり、同一符号は
同一部分を示す。

【００５０】上記実施の形態では反射層４を設けている
が、図８に示す光伝送チューブ１Ｃのように、この反射
層４を設けなくてもよい。この場合、光は光伝送チュー
ブ１Ｃの全周面から放射される。

【００５１】この反射層を設けない光伝送チューブ１Ｃ
を用いた線状発光体の場合、図９のように凹部を設ける
ことなく単に光伝送チューブ１Ｃの外周面に対向するよ
うに光源ユニット１１を設けてもよい。この光源ユニッ
ト１１のＬＥＤ１２からの光は、外周クラッド３を透過
してコア２内に入る。

【００５２】なお、図９において、光源ユニット１１を
配置した部分を除いて上記の反射層４を設けてもよい。

【００５３】本発明では、図１０の線状発光体３０のよ
うに、光伝送体３１（例えばコアと管状クラッドとから
なる。）内に光散乱用の微粒子を分散させてもよい。こ
の微粒子によって光が散乱され、光伝送体３１の周面か
ら光が放射される。

【００５４】この場合、光源ユニット１１に対峙する部
分の微粒子配合量を多くし、光源ユニット１１からの光
が光伝送体３１内に入ってそのまま素通りすることを抑
制することが望ましい。

【００５５】この微粒子としては、光伝送体の材料と屈
折率が異なる透光性微粒子が用いられる。

【００５６】この光伝送体３１の両端にも反射体７が設
けられているので、光のロスがきわめて少ない。

【００５７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によると、線状体の
外周面から光を放射させる線状発光体において、光のロ
スを著しく少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る線状発光体の斜視図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。

【図４】別の実施の形態に係る線状発光体の中央部の長
手方向断面図である。

【図５】異なる実施の形態に係る線状発光体の斜視図で
ある。

【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図である。

【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。

【図８】さらに別の実施の形態に係る線状発光体の断面
図である。

【図９】さらに異なる実施の形態に係る線状発光体の断
面図である。

【図１０】光散乱用微粒子を用いた実施の形態に係る線
状発光体の側面図である。

【符号の説明】

１光伝送チューブ２コア３管状クラッド４反射層６、６Ａ凹部７反射体１０，２０，３０線状発光体１１光源ユニット１２ＬＥＤ１３反射板３１光伝送体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｓ 1/00 ＤＦＦターム(参考） 2H038 AA54 BA03 BA07 BA08 5C096 AA04 BA01 CB02 CC06 CD04 CD24 CD32 CD35 CD57 CE26 FA01 5F041 AA06 AA07 EE01 EE23 FF01 FF11 FF16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光材よりなる線状の光伝送体と、該光
伝送体内に光を供給する光源とを有する線状発光体にお
いて、該光伝送体の長手方向の途中部分に光入射部を設け、該
光入射部に対面させて該光源を配置し、該光伝送体の両端面に反射体を設けたことを特徴とする
線状発光体。
【請求項２】請求項１において、前記光入射部は該光
伝送体の周面から凹陥する凹部を有することを特徴とす
る線状発光体。
【請求項３】請求項２において、該凹部は該光源から
の光を該光伝送体内に分散させて入射させるものである
ことを特徴とする線状発光体。
【請求項４】請求項３において、該光源はＬＥＤであ
ることを特徴とする線状発光体。
【請求項５】請求項４において、該凹部の幅は該ＬＥ
Ｄの直径とほぼ等しいことを特徴とする線状発光体。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、該光源の背後側に反射板が配置されていることを特
徴とする線状発光体。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項におい
て、光入射部から光伝送体の端部にかけて、帯状の反射
層が設けられていることを特徴とする線状発光体。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１項におい
て、光入射部から光伝送体の端部にかけて、該光伝送体
の周面に、該光伝送体内の光を散乱させる散乱手段が設
けられていることを特徴とする線状発光体。
【請求項９】請求項８において、該散乱手段は粗面部
であることを特徴とする線状発光体。
【請求項１０】請求項９において、粗面部は該光伝送
体に切込まれた切込により構成されていることを特徴と
する線状発光体。
【請求項１１】請求項１０において、該光伝送体は、
コアと、該コアの外周を被包する管状クラッドとを有
し、前記切込は、該コアに達するように設けられている
ことを特徴とする線状発光体。
【請求項１２】請求項１０又は１１において、切込の
配置密度は、光伝送体の端部ほど高いことを特徴とする
線状発光体。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか１項に
おいて、該光伝送体内に光散乱用の微粒子が含まれてい
ることを特徴とする線状発光体。
【請求項１４】請求項１３において、該微粒子の含有
量は、該光入射部付近が他の部分よりも多いことを特徴
とする線状発光体。