JP2018133176A - 視野照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光する部分に熱が発生することなく、使用者の視野方向へ光源からの光を確実に照明させることができる視野照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 使用者の頭部または顔面に装着され、使用者の視野前方へ照明光を出射する視野照明装置であって、光源から発生する光を導光する光ファイバーケーブルと、
前記光ファイバーケーブルによって導光された光を所定の方向に照射する１又は複数の照明部と、を有し、前記照明部を、使用者の頭部または顔面装着させるための装着部材とから構成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、視野照明装置であって、特に、使用者の頭部に光源で発生する熱が伝わらず、使用者の視野方向と照明方向がほぼ同一である視野照明装置に関する。

従来、照明を必要とする作業現場などでは、視野の確保をするために頭部にヘッドランプ型の照明装置を装着して作業を行ってきたが、光源が使用者の視点の上部にあるために、作業箇所に照明を当てる場合には、そのたびに頭を動かして調整する必要があり、使用者に負担になるほか、作業効率の低下にもつながる。

そのため、例えば、特許文献１に記載されているような、ゴーグル型のメガネに照明機構を備えた視野照明装置が提案されている。この視野照明装置は、レンズフレームにヒンジを介して接続されたテンプルと、このテンプルに設けられる照明機構と、照明機構に電力を供給する電力供給線とから構成されるものである。この視野照明装置によれば、使用者の視野方向と照明方向とがほぼ一致することにより、使用者が頭を動かしても照明方向が追従するため、照明方向の調整が容易となる。

特開２００２−２２４１５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、使用者が視野照明装置を装着した際に、照明機構が使用者の顔に接近しているため、照明機構から発生する熱が使用者に不快感を与えるため、長時間の使用をすることが困難である。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、発光する部分に熱が発生することなく、使用者の視野方向へ光源からの光を確実に照明させることができる視野照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の視野照明装置は、使用者の頭部または顔面に装着され、使用者の視野前方へ照明光を出射する視野照明装置であって、複数のＬＥＤを備える光源と、前記光源に備える前記複数のＬＥＤから発生する光を導光する光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルによって導光された光を所定の方向に照射する１又は複数の照明部と、前記照明部を保持する保持部材と、前記保持部材に延設され、前記使用者の頭部または顔面に装着させるための装着部材と、から構成されていることを特徴とする。

また、本発明の視野照明装置は、前記照明部は、光透過性の透明部材で略円筒形状に構成され、略円筒形状の前方が光を出射する出射面となることを特徴とする。

また、本発明の視野照明装置は、前記照明部は、光透過性の透明部材で蒲鉾形状に構成され、平面部分が光を出射する出射面とすることを特徴とする。

また、本発明の視野照明装置は、前記照明部は、光透過性の透明部材で略棒状に構成され、略棒状の一部を平面形状に加工され、この平面形状が光を出射する出射面となることを特徴とする。

また、前記光ファイバーケーブルによって導光された光は、光透過性を有する導光部材によって光の進行方向を変更されて前記照明部に導光されることを特徴とする。

また、本発明の視野照明装置は、前記装着部材は、使用者の両眼前方に封止空間を形成し、かつ光透過性材料からなるレンズを有するゴーグル型であることを特徴とする。

また、本発明の視野照明装置は、前記装着部材は、使用者の顔面の前面に配置されるシールドを保持し、該シールドの上部に前記照明部を有することを特徴とする。

本発明によれば、光源から発生する光を、光ファイバーケーブルを介して、使用者の顔面付近に配置される照明部に導光させることができるため、光源で発生する熱を気にすることなく、また、視野方向と出射光の方向がほぼ一致し、視野方向を動かしても出射光も追従するため、照明方向の調整が容易となる。

図１は、照明ユニットの構成を示した図である。 図２は、光源の構成の一例を示した図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、投光タイプの照明部の構成を示した図である。 図４（ａ）〜（ｃ）は、拡散タイプの照明部の構成を示した図である。 図５は、導光部材の構成を示した図である。 図６は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の他の使用例を示した図である。 図７は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の他の使用例を示した図である。 図８は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の他の使用例を示した図である。 図９は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の他の使用例を示した図である。 図１０は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の他の使用例を示した図である。

＜第１の実施形態＞
次に、図面を参照して本実施形態に係る視野照明装置について説明する。
図１は、照明ユニットの構成を示した図であり、図２は、光源の構成の一例を示した図である。
図１に示すように、照明ユニット１００は、光源１０と、光ファイバーケーブル２０と、一対の照明部３０とから構成されている。

光源は、少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３色の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）を備える。ＬＥＤによって発光した光は、光ファイバーケーブル２０を介して照明部３０へ導光する。
光ファイバーケーブル２０は、多数の細い光ファイバーの束を円筒状の被覆層で被覆したものであり、単一の光源１０からの光を１本の光ファイバーケーブル２０で導光し、途中で必要に応じて複数に分岐し、先端に設けられている照明部３０へ導光させる。

一対の照明部３０は、光ファイバーケーブル２０の先端に接続されており、図示しないが、出射側に出射光を集光するための集光レンズが設けられている。

光源１０は、構成の一例として図２に示すように、ハウジング１１と、フック１２と、コネクタ部１３とから構成されている。ハウジング１１は、持ち運びが便利なように小型のケース形状で構成されており、使用者のベルトやズボン等に引っ掛けることができるように、フック１２が設けられている。また、光ファイバーケーブル２０を接続させるためのコネクタ部１３と備えている。

ハウジング１１内には、図示しないが、複数のＬＥＤと、各ＬＥＤの発光した光をコネクタ部１３へ導光ファイバーを有している。さらには、電源をＯＮ／ＯＦＦにするスイッチや光量を調整するための調整スイッチも設けられている。また、ＬＥＤの熱を放熱する機構も備わっている。
なお、ＬＥＤへの電力供給は、商用電源を利用したり、電池を内蔵させたりすることにより可能となる。

このように、光源１０からで発生する光を、光ファイバーケーブル２０を介して照明部３０へ導光させることで、光源１０で発生する熱は、光源１０で放熱させることができ、照明部３０部分が熱を帯びることを防止することができる。

次に、図３及び図４を参照して、照明部の構成について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、投光タイプの照明部の構成を示した図であり、図４（ａ）〜（ｅ）は、拡散タイプの照明部の構成を示した図であり、図５は、導光部材の構成を示した図である。
図３（ａ）に示すように、投光タイプの照明部３０は、光透過性を有する透明材料から構成されており、例えば、アクリルやＰＥＴ樹脂、ガラス等がある。照明部３０は、光ファイバーケーブル２０の先端に接続されており、略Ｌ字状の円筒形状で構成され、前方に光を出射する出射面Ａを有する。この照明部３０は、出射面Ａを除き、出射光が漏れないよう周囲が透光性の低い塗料で塗装されている。

また、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、照明部３０の周囲に内側に反射ミラーを有する集光部４０を備える構成としてもよい。このような構成の場合、出射面Ａ以外からも光を出射させて反射ミラーに反射させて集光し、前方へ光を出射させることができる。

また、図４（ａ）に示すように、照明部３０を蒲鉾形状に形成し、両端部に光ファイバーケーブル２０を接続させ、平面部分を出射面Ａとして光を出射させてもよい。この場合、曲面部分に塗装を施すことで平面部分のみから光を出射させることができる。
なお、この構成の照明部３０へは後述する導光部材５０を介して光ファイバーケーブル２０を接続させる。

また、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、照明部３０の他の構成として、略直方体形状や略円柱形状に形成し、側面の一部を出射面Ａとし、他の部分に塗装を施す。

さらに、図４（ｄ）及び（ｅ）に示すように、略円柱形状の側面を切断して平面を形成し、この平面を出射面Ａとし、他の部分に塗装を施すことで照明部３０を構成する。
図示するように、照明部３０の一端に光ファイバーケーブル２０を導光部材５０を介して接続している。

上記した照明部３０へ光ファイバーケーブルを接続させるために、図５に示すような光透過性を有する透明材料で形成される略Ｌ字状の導光部材５０を使用する。
この導光部材５０を照明部３０の両端側もしくは片側に配置し、この導光部材５０の一端に光ファイバーケーブル２０を接続し、導光部材５０内に光を導光させ（図中の矢印方向）、再度、導光部材５０の他端に光ファイバーケーブル２０を接続し、この光ファイバーケーブル２０を介して照明部３０に光を導光させる。

このような導光部材５０を介して光ファイバーケーブル２０を照明部３０に接続することにより、曲げに弱い光ファイバーケーブル２０を曲げることなく光の進路を変更させて照明部３０に接続させることができる。
なお、導光部材５０は、略Ｌ字状に限らず光ファイバーケーブル２０を照明部３０へ接続することができる形状ではあれば、どのような形状でも構わない。

次に、図６を参照して、照明ユニットを利用したヘッドライト装置の構成について説明する。
図６（ａ）及び（ｂ）は、ヘッドライト装置の構成を示した図である。
図６（ａ）に示すように、ヘッドライト装置２００は、工事現場などの作業時に使用するものであって、レンズフレーム２０１と、このレンズフレーム２０１に保持されるレンズ２０２と、レンズフレーム２０１に搭載される照明部３０と、レンズフレーム２０１と一体化したヘッドバンド２０３と、ヘッドバンド２０３の後方に接続されている光ファイバーケーブル２０と、光ファイバーケーブル２０と、図２に示す光源１０のコネクタ部１３へ接続させるための接続コネクタ２１と、から構成されている。

レンズフレーム２０１は、いわゆるゴーグル形状であって、前面に発光面２０１ａを有する。発光面２０１ａには、複数の照明部３０が設けられている。このレンズフレーム２０１には、例えば図３（ａ）に示すような円筒形状の照明部３０が複数配置されている。

また、レンズフレーム２０１本体を光透過性のある透明材料で構成することで、レンズフレーム２０１本体から光を出射させることも可能である。
さらに、図６（ｂ）に示すように、レンズフレーム２０１本体に、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような拡散タイプの照明部３０を取り付けることも可能である。
レンズ２０２は、透光性かつ可塑性を有し、外乱光の反射を防止し、樹脂製で構成されている。

ヘッドバンド２０３は、使用者の頭部にヘッドライト装置２００を装着させるためのものであり、布やゴム、合成繊維等で構成されており、使用者の頭部のサイズに調整することができるように伸縮性を有する。

ヘッドバンド２０３の側面（使用者の側頭部に接する部分）には、光ファイバーケーブル２０内の複数本の光ファイバー２０ａが配置されており、複数本の光ファイバーはレンズフレーム２０１の背面から照明部３０に接続されている。

なお、光ファイバーケーブル２０から延びる光ファイバーを、図示しないが、図５に示す導光部材５０を介して照明部３０へ接続させることも可能である。
本来であれば光ファイバーを曲げて接続させる位置にある照明部３０に対して導光部材５０を使用することで、光ファイバーを曲げることなく照明部３０に接続させることができる。

また、照明ユニット１００を使用したヘッドライト装置の他の使用例として、図７に示すような、医療用に使用する拡大鏡を備えたヘッドライト装置３００がある。
このヘッドライト装置３００は、レンズフレーム３０１と、このレンズフレーム３０１に保持されるレンズ３０２と、レンズフレーム３０１に搭載される照明部３０と、レンズフレーム３０１と一体化しているヘッドバンド３０３と、レンズ３０２に配置される一対の拡大鏡３０４と、ヘッドバンド３０３の後方に接続されている光ファイバーケーブル２０とから構成されている。

このヘッドライト装置３００は、ゴーグル形状であって、レンズフレーム３０１に複数の照明部３０３が配置され、ヘッドライト装置３００の前方へ光を出射させることができ、例えば、手術時に患部を照らすことも可能である。
また、図示するように、このヘッドライト装置３００には、図３に示す投光タイプの照明部３０が配置されているが、例えば、レンズフレーム３０１本体を光透過性の部材で構成することで、レンズフレーム３０１本体を照明部３０として形成することができる。
さらに、図７（ｂ）に示すように、レンズフレーム３０１に図４（ａ）〜（ｃ）に示すような拡散タイプの照明部３０を取り付けることも可能である。

なお、図７に示すヘッドライト装置３００についても、上記したように光ファイバーケーブル２０から延びる光ファイバー２０ａを図示しないが、図５に示すような導光部材５０を介して照明部３０に接続してもよい。

また、図８は、照明ユニット１００を使用したヘッドライト装置の更に他の使用例を示した図である。図示するように、ヘッドライト装置４００は、従来からある水中で使用することができるダイビング用のゴーグルであって、レンズ４０２を保持するレンズフレーム４０１に照明部３０が複数配置されている。レンズフレーム４０１は水中で使用することができるように防水機能を有している。
なお、図示するように、このヘッドライト装置４００には、図３に示す投光タイプの照明部３０が配置されているが、図４に示すようにレンズフレーム４０１本体を照明部３０として構成することにより、拡散タイプの照明部３０としても仕様を変更することができる。

なお、図８に示すヘッドライト装置３００についても、上記したように図５に示すような導光部材５０を介して光ファイバーケーブルから延びる光ファイバーを照明部３０に接続してもよい。

また、図９（ａ）は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の更に他の使用例を示した図である。図示するように、ヘッドライト装置５００は、塗装作業時に塗料等の飛沫から目を保護するため使用されるゴーグルであって、レンズ５０１を保持するレンズフレーム５０２に複数の照明部３０が配置されている。このような構成により、塗装作業時に塗装する箇所に対して投光させることが可能である。
また、図示するように、このヘッドライト装置５００には、図３に示す投光タイプの照明部３０が配置されているが、例えば、レンズフレーム５０１本体を光透過性の部材で形成し、レンズフレーム５０１本体から光を出射することができるようにしてもよい。
さらに、図９（ｂ）に示すように、レンズフレーム５０１に図４（ａ）〜（ｃ）に示すような拡散タイプの照明部３０を取り付けることも可能である。

なお、図９に示すヘッドライト装置５００についても、上記したように図５に示すような導光部材５０を介して光ファイバーケーブルから延びる光ファイバーを照明部３０に接続してもよい。

さらに、図１０は、照明ユニットを使用したヘッドライト装置の更に他の使用例を示した図である。図示するように、ヘルメットに装着することができるフェースシールド型のヘッドライト装置６００であって、顔面を保護するための保護板６０１と、この保護板６０１を固定するための枠体６０２と、枠体６０２に配置される複数の照明部３０とから構成されている。

また、図示するように、このヘッドライト装置６００には、図３（ａ）に示す投光タイプの照明部３０が配置されているが、枠体６０２本体を光透過性の部材で形成することで枠体６０２本体から光を出射させることも可能である。
さらに、枠体６０２に図４（ａ）〜（ｃ）に示すような拡散タイプの照明部３０を枠体６０２に取り付けることも可能である。

図１０に示すヘッドライト装置６００についても、上記したように図５に示すような導光部材５０を介して光ファイバーケーブルから延びる光ファイバーを照明部３０に接続してもよい。

上記実施形態によれば、光源で発生した光を光ファイバーケーブルで照明部に導光することで、光源で発生する熱が照明部に伝わることがない。そのため、照明ユニットを使用したゴーグル形状の照明装置では、使用者が頭部や顔面付近に配置される照明部が熱くなることなく、長時間使用することも可能である。
また、使用者の視野方向と照明部からの光の出射方向がほぼ同一なため、視野方向が動いても出射方向も追従するため、常に、使用者の視野方向に照明が当たっていることになる。

１０ 光源
１１ ハウジング
１２ フック
１３ コネクタ部
２０ 光ファイバーケーブル
３０ 照明部
４０ 集光部

Claims (7)

1. 使用者の頭部または顔面に装着され、使用者の視野前方へ照明光を出射する視野照明装置であって、
   複数のＬＥＤを備える光源と、
   前記光源に備える前記複数のＬＥＤから発生する光を導光する光ファイバーケーブルと、
   前記光ファイバーケーブルによって導光された光を所定の方向に照射する１又は複数の照明部と、
   前記照明部を保持する保持部材と、
   前記保持部材に延設され、前記使用者の頭部または顔面に装着させるための装着部材と、
   から構成されていることを特徴とする視野照明装置。
2. 前記照明部は、光透過性の透明部材で略円筒形状に構成され、略円筒形状の前方が光を出射する出射面となることを特徴とする請求項１記載の視野照明装置。
3. 前記照明部は、光透過性の透明部材で蒲鉾形状に構成され、平面部分が光を出射する出射面とすることを特徴とする請求項１記載の視野照明装置。
4. 前記照明部は、光透過性の透明部材で略棒状に構成され、略棒状の一部を平面形状に加工され、この平面形状が光を出射する出射面となることを特徴とする請求項１記載の視野照明装置。
5. 前記光ファイバーケーブルによって導光された光は、光透過性を有する導光部材によって光の進行方向を変更されて前記照明部に導光されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の視野照明装置。
6. 前記保持部材は、使用者の両眼前方に封止空間を形成し、かつ光透過性材料からなるレンズを有するゴーグル型であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の視野照明装置。
7. 前記保持部材は、使用者の顔面の前面に配置されるシールドを保持し、該シールドの上部に前記照明部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の視野照明装置。
   

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