JP2002289016A

JP2002289016A - 照明装置

Info

Publication number: JP2002289016A
Application number: JP2001086209A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hayashi; 淳林
Original assignee: Nissei Electric Co Ltd
Current assignee: Nissei Electric Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】出射効率が低下することなく、均一な照度分
布が得られる照明装置を提供する。【解決手段】光源（１）から射出された光を楕円ミラ
ー（２）で集光して光ファイバライトガイド（３）の入
射端部（３ａ）から導入し、光ファイバライトガイドの
出射端（３ｂ）から光を射出することにより、所望の部
位に光を照射するようにした照明装置において、光ファ
イバライトガイド（３）の入射端部（３ａ）にテーパ状
止め金を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から射出され
た光を光ファイバライトガイドを通して所望の部位に照
射する照明装置に関し、さらに詳しくは、特に高照度で
均一な照明が要求される画像処理の照明等に利用される
照明装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の照明装置の例としては、図７に示
すように、楕円ミラー（２）で集光されたハロゲンラン
プ（１）の光をそのまま光ファイバライトガイド（３）
の入射端（３ａ）に導入し、出射出端（３ｂ）へ伝送す
る方式が知られている。この場合、該ライトガイドの出
力光は、該図７の右端のグラフ(あるいは、図４の実線
で示されるグラフ)に示すように、中心近傍の照度が周
囲と比較して小さくなり、不均一な照度分布になるとい
う問題があった。この問題を解消するため、上記の楕円
ミラー(実際には、楕円ミラー付ランプ)の光軸を光ファ
イバライトガイドの光軸に対して所定角度傾けることに
よりライトガイドに垂直に入射する成分を増やすことも
知られている（実公平４−２４７０９公報参照）。しか
し、この方法では、ランプを光ファイバライトガイドに
入射端の光軸に対して１０°傾けるだけで、光ファイバ
への入射角が大きい成分が増加してその成分の損失が大
きいため、出力光全体の照度が入射角０°時と比較して
２５％程度下がってしまうという問題がある。そこで、
上記の問題に対応するため、光ファイバライトガイドの
平坦な入射端面に半球状レンズを装着した装置が前掲の
実公平で提案されている。しかし、この装置では、半球
状レンズとして、その外形が光ファイバライトガイドの
それよりも大きいものを採用する必要がある。このた
め、装置の構造が複雑になるとともに、レンズによる光
量の損失および装置全体の寸法が大きくなってしまうと
いう欠点がある。また、ロッドではあるが、円筒（いわ
ゆる、中空）状ライトガイドの照射光導入端部を、一点
の光源へ向けてテーパ状に絞り込んだ形状としたライト
ガイドも知られている。（実開平３−８１９０９公報参
照）ところが、この考案では、円筒状ライトガイドの環
状端部全周に亘っては均一光を得ることはできるもの
の、複数本の光ファイバ素線からなり且つ口径の大きい
円柱（いわゆる、中実）状のライトガイドの出射端部全
域に亘って均一光を得ることはできない。しかも、筒状
ライトガイドの照射光導入端部をテーパ状に絞り込む加
工を施す必要があるので、製造上の工数が掛かり、コス
トアップになるという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、複数本の光ファイバ素線からなるライトガイド
を採用しながらも、構造が簡単で、寸法形状がコンパク
トにして尚且つ、高照度の下に均一な照度分布が得られ
る照明装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、光ファイ
バライトガイドの入射端部に、光源に向かって内側面が
テーパ状を呈する止金を装着するという極めて簡単な構
成を採ることにより、出射光の高照度化と均一光化を実
現することに想到した。

【０００５】かくして、本発明によれば、光源から射出
された光を楕円ミラーで集光して、光ファイバ素線群か
らなる光ファイバライトガイドの入射端面から導入し、
該光ファイバライトガイドの出射端面から前記光を射出
することにより、所望の部位に光を照射するようにした
照明装置において、該光ファイバライトガイドの入射端
部に、該端部の光ファイバ素線群の側面を錐形に集合さ
せるための、光源に向かって内側面がテーパ形状である
止金を装着したことを特徴とする照明装置が提供され
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明の照明装置の側面図であ
る。図１において、（１）は光源（ランプ）、（２）は
楕円ミラーで、光源（１）から放射された光を光ファイ
バライトガイド（３）の入射端部（３ａ）へ導く機能を
有する。そして、（３ｂ）は光ファイバライトガイドの
出射端、（４）は光ファイバライトガイド（３）の入射
端部（３ａ）に装着したテーパ状止金である。ここで、
光ファイバライトガイド（３）は複数本の光ファイバ素
線から構成され、例えば、素線径が０．０３〜０．０８
ｍｍの場合、これら素線を３０００本〜８０００本程度
束ねて構成される。

【０００７】本発明において特徴的なことは図１に示す
ように、光ファイバライトガイド（３）の入射端部（３
ａ）に、光源（１）に向かって内側面がテーパ状を呈す
る止金（４）（以下、“テーパ状止金”と称する）を装
着させていることである。こうすることにより、該入射
端部（３ａ）に入射するランプ中心部からの光量が大き
い成分が入射端部（３ａ）に垂直に入射することにな
る。以下、この理由を詳細に説明する。図７に示した従
来の装置において、光源（１）から射出した光の光ファ
イバライトガイド（３）の入射端部（３ａ）への照射分
布を詳細に見ると、図３（ａ）に示すように、ある方位
の成分の光が偏って分布していることが分かる。これに
伴って、入射端部（３ａ）に入射した光は、入射端部
（３ａ）にて屈折し、光軸（Ｌ）に平行でない光の成分
の割合が多くなってしまう。そして、この光軸からずれ
た入射光の角度分布は光ファイバライトガイド（３）内
でその出射端（３ｂ）まで維持される。この結果、図７
の右端のグラフに示すように、中心部の照度が低くな
る、いわゆる、“中抜け”現象が起きる。そこで、図３
（ｂ）に示すように、光ファイバライトガイド（３）の
入射端部（３ａ）にテーパ状止金（４）が装着してある
と、この部分の光ファイバライトガイドを構成する光フ
ァイバ素線群が、集合体として、該テーパ状止金（４）
の内側面のテーパ面に沿って円錐形に変形、縮形して光
源の中心部の光量が大きい成分に対向した本数が増加す
る。これにより、光源の中心部の光量が大きい成分が入
射端部（３ａ）に垂直に入射する割合が多くなる。そし
て、光ファイバライトガイド（３）の入射端部（３ａ）
に入射した光はテーパ状止金（４）の内側面のテーパ面
により光軸に平行な方向に進行方向を変えた後、光ファ
イバライトガイド（３）中を伝わり、光ファイバライト
ガイド（３）の出射端（３ｂ）まで光軸に対する角度分
布は維持される。この結果、図４において、点線で示す
ように、光ファイバライトガイド（３）の出射端（３
ｂ）から出射する中央部分の光量不足が解消され、照度
が均一化される。ここで、光ファイバライトガイド
（３）の入射端部（３ａ）にテーパ状止金を装着する手
段としては、圧入あるいは、かしめ、あるいは、接着に
よる方法等があるが、その中でも圧入による手段が工数
が掛からず好ましい。図２はこれらを例示するもので、
図２（ａ）は、内側面が光源に向かってテーパ状を呈す
る止金（４）を、入射端（３ａ）に装着し、この部分の
光ファイバライトガイドを構成する光ファイバ素線群
が、集合体として、該止金（４）の内側面のテーパ面に
沿って円錐形に変形、縮形した例を示す。また、図２
（ｂ）および（ｃ）は、図1の態様に、さらに、光源に向
かって“クサビ””型の介在（５）を素線群の中心部に
挿入・併用した例である。ここに、図２（ｂ）は、中実
の介在を採用した例を、そして図２（ｃ）は、長手方向
の中心部を中空構造とし、一部の素線群をその中に引き
通した例を示す。これらの図２の（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）の態様を比較したとき、光ファイバ素線群を確実
に固定できる点では、（ｂ）および（ｃ）の態様がより
好ましい。この介在（５）の材質としては、なるべく光
学的な影響の少ない材質が好ましく金属、樹脂（プラス
チック）、硝子等の素材のなかから適宜選択すればよ
い。この場合、テーパ状止金のテーパ角Tは重要な因子
である。具体的に述べると、コア径０．０５ｍｍの光フ
ァイバ素線を８０００本束ねた外径５ｍｍ程度の光ファ
イバライトガイドで、光源（ランプ）の大きさが３０ｍ
ｍ程度の照明装置においては、テーパ角として１０度〜
３０度が好ましく、とりわけ、１５度近傍が特に好まし
い。また、テーパ状止金のテーパ形状についても、上記
の説明では円錐状（直線）の例を示したが、これに留ま
らず、曲錐状（曲線）あるいは円錐状（直線）円錐状の
部分と曲錐状（曲線）とを組み合わせた形状であっても
よい。さらに、本発明の別の態様によれば、上述のテー
パ状止金、該止金とクサビ型介在との併用と組み合わせ
て、テーパ状止金を装着する部分の光ファイバ素線群に
ついては、特別の考慮をした発明が提供される。図５
は、その一例を示すもので、図示したように、テーパ状
止金内部の光ファイバ素線群を２以上のグループに分割
して、光源の光量成分が大きい方向に垂直に入射するよ
う、グループ同士を交叉させることにより、光量を増加
させるものである。この場合のクサビ型介在には、前
記の“交叉“が円滑に生じるように、特別な中空部が設
けられている。すなわち、その外側面は止金の内側面に
嵌合し、他方中空部は、光源に向かって、つまり図の右
方から左方に向かって先ずテーパ状を、そして、途中か
ら逆テーパ状を形成している。また、テーパ状止金を単
独で使用する場合は、その内部で左右いずれかの方向に
光ファイバ素線群を捩じった方がより光量が増加するの
で好ましい。さらに、図６は、テーパ状止金内部で光フ
ァイバ素線同志をインターミングルして、素線群のラン
ダムな配列状態を惹起することにより、均一光を得る態
様を示している。以上の説明では、テーパ状止金や介在
の形状については、その一例について述べたが、本発明
の趣旨から逸脱しない限り、それらを変形した各種の態
様が採用されることは言うまでもないことである。

【発明の効果】本発明によれば、複数本の光ファイバ素
線からなる光ファイバライトガイドの入射端部にテーパ
状止金を装着するという、極めて簡単な工夫により、高
照度で且つ均一な照度分布を与える照明装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の側面図である。

【図２】本発明に従い、テーパ状止金を装着した光ファ
イバライトガイドの入射端部の状態を示す側面図であ
る。

【図３】本発明に従い、光ファイバライトガイドの入射
端部にテーパ状止金を装着したことにより、出射光が均
一化されることを示す説明図である。

【図４】本発明に従い、光ファイバライトガイドの入射
端部にテーパ状止金を装着したことによる、出射光の均
一化を示す図（グラフ）である。

【図５】テーパ状止金を装着するとともに該テーパ状止
金部内部の光ファイバ素線を交叉させた、本発明の別の
態様を示す側面図である。

【図６】テーパ状止金を装着するとともに、該テーパ状
止金部内部の光ファイバ素線をランダム化させた、本発
明のさらに別の態様を示す側面図である。

【図７】従来の照明装置の一例を示す側面図である。

【符号の説明】

１光源（ランプ）２楕円ミラー３光ファイバライトガイド３ａテーパ状止金を装着した光ファイバライトガ
イドの入射端部３ｂ光ファイバライトガイドの出射端４テーパ状止金５介在

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から射出された光を楕円ミラーで集
光して、光ファイバ素線群からなる光ファイバライトガ
イドの入射端面から導入し、該光ファイバライトガイド
の出射端面から前記光を射出することにより、所望の部
位に光を照射するようにした照明装置において、該光フ
ァイバライトガイドの入射端部に、該端部の光ファイバ
素線群の側面を錐形に集合させるための、光源に向かっ
て内側面がテーパ形状である止金を装着したことを特徴
とする照明装置。
【請求項２】該止金のテーパ角が１０度〜３０度であ
る、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】光源に向かってクサビ型を呈する介在
を、該光ファイバライトガイドの入射端部の光ファイバ
素線群の中心部に挿入した、請求項１または２に記載の
照明装置。
【請求項４】該止金の内部で、該光ファイバライトガ
イドを構成する光ファイバ素線群が２以上のグループに
分割され、光源の光量成分が大きい方向に垂直に入射す
るように、グループ同士が交叉している、請求項１〜３
のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】該止金の内部で、該光ファイバライトガ
イドを構成する光ファイバ素線群が捩じられている、請
求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】該止金の内部で、該光ファイバライトガ
イドを構成する光ファイバ素線同志がインターミングル
状態にある、請求項１〜３のいずれかに記載の照明装
置。