JP2766841B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光伝送管を利用した照明装置に関するもの
で、主に舞台照明，各種イベント照明，スタジオ照明，
展示照明，室内装飾照明，噴水照明，屋外装飾照明，水
中照明に適用されるほかに、特殊用途としては培養槽，
人工飼育室，野菜工場，海洋牧場さらに危険物倉庫，化
学プラント，パイプライン，油中照明，危険作業手許照
明等に利用されるものである。

従来技術 一般に照明装置は、管状内に封じ込めたガスまたはフ
ィラメントから得られる光をそのまま照明用に利用する
か、またはプロジェクターや反射膜，光拡散板を介して
得られる光を利用するものであるが、熱を伴い、また形
状が既に決められたものであった。

そこで、光ファイバーを介して光を取り出すことによ
り、照明位置を自在に設定したり、照明に熱を伴なわな
いようにすることができ、一部で利用されている。

解決しようとする課題 しかし光ファイバーを介した光は、集光性が強く照明
光はスポット光であるために、照度分布が局在化し、照
明装置としては目に疲労を生じ易いものであった。

また光ファイバーの端部からのみ光が出射されるの
で、光ファイバー自身を照明具として利用できず装飾と
しても利用されていなかった。

課題を解決するための手段および作用 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とする処は、光伝送管を用い、光伝送管自身を発光させ
る散光管とし、照度分布を広げるとともに自由なデザイ
ン設計のもとで装飾的効果を大幅に向上させることがで
きる照明装置を供する点にある。

すなわち本発明は、透明な管状体の内部に同管状体よ
りも屈折率の高いコア材を充填し、一端を採光部とし他
端を出射光部とするとともに、前記管状体の内周面を中
心線平均粗さRaで0.01μｍないし0.6μｍに形成し管状
体周壁を散光部とした散光管と、同散光管の出射光部に
取付けられた光学的ディスプレイ装置とを備えたことを
特徴とする照明装置である。

散光管の管状体内周面が中心線平均粗さRaで0.01μｍ
〜0.6μｍに形成されているので、一端の採光部から入
射された光は、管状体内周面で反射するものと屈折する
ものとに分かれ、屈折した光は管状体内を通り外部に放
散されるので管状体自体が光源となって空間分布性の高
い光が得られる。

また反射により出射光部に至った光はディスプレイ装
置により所要の照明光を得ることができる。

したがってディスプレイ装置による照明光に加えて散
光管の管状光源から放散される光によって照度分布が局
在しないで広く分布した照明装置とすることができる。

散光管を、可撓性を有する素材で形成すれば、自由な
形状の管状光源を得ることができ、デザイン上の自由な
設計が可能であるとともに取扱いが極めて便利である。

また管状体の両端部を透明窓材で閉塞するようにすれ
ばコア材として流動体を利用できる。

さらに散光管を透明な保護管に収納することにより、
可撓性有する光伝送散光管を一定を形状に維持したり、
外部環境から保護することができる。

実 施 例 以下第１図ないし第４図に図示した本発明に係る一実
施例について説明する。

本実施例はスタンド照明装置に適用した例であり、第
１図はその外観を示す。

１は、基台であり、基台１より上方に支柱２が延び上
端にスタンド笠３が設けられている。

第２図は同スタンド照明装置の内部構造の概略を示す
図である。

基台１内には光源たるハロゲンランプ４が内蔵され、
基台１の上壁に嵌合した支柱２の下端部の端面がハロゲ
ンランプ４に対向している。

支柱２は、外層をなす保護管５内に散光管６が嵌入さ
れたもので、保護管５は円筒状の透明部材からなり可撓
性を有する散光管６を直線状に保持している。

このように保護管５は、内部の散光管６を外部環境よ
り保護するとともに、それ自体で形状保持を可能とする
もので、材質としては硝子，石英，低融点硝子，ポリカ
ーボネート，メタクリル樹脂,ABS樹脂，ポリスチレン樹
脂，ポリメチルペンテン樹脂等がある。

保護管５は、予め任意形状に加工しておき、これに散
光管６を嵌入することができる。

また保護管５に散光管６を嵌入した状態で任意形状に
加工することも可能である。

一方スタンド笠３は、針金で骨組が形成され、円錐状
に布が張設されたもので、保護管５の上端部に支持バー
10を介して支持されている。

スタンド笠の材質としては、布のほか紙，フィルム，
プラスチック板，硝子板等の色つきのものまたは乳白色
のものが考えられ、必要に応じ内面に反射膜を被覆す
る。

次に散光管６の構造を第３図および第４図に図示し説
明する。

同散光管６は、透明な管状体７の内部にコア材８を充
填し、その管状体７の両端の開口部をそれぞれ透明の窓
材９により閉塞したものである。

管状体７は透明な無機または有機材料からなり、例え
ばガラス，石英，アルミナ，ポリエチレン，ポリプロピ
レン，ポリエステル，ポリアミド，シリコンゴム，ポリ
カーボネート，ポリ塩化ビニル，四弗化エチレン，六弗
化プロピレン共重合体，四弗化エチレンパーフロロアル
コキシエチレン共重合体等で形成されている。

同管状体７に充填されるコア材８としては、管状体７
より屈折率の高い透明液状物が用いられ、特に該液状物
が管状体７の内部に長期に亘って確実に保持される必要
から粘性液体または半固体状物が利用される。

具体的にはポリエチレンオキサイド，ポリプロピレン
オキサイド，グリセリン等のポリオール類，ポリオール
エステル類，ポリオールエーテル類，トリス（クロロエ
チル）ホスフェート，トリス（ジクロロプロピル）ホス
フェート等のリン酸エステル類，流動パラフィン，弗素
油，シリコンオイル，ポリイソブチレン，ポリシロキサ
ン変性ポリエーテル等がある。

なおコア材８としては、液状物には限定されずプラス
チック，サーモエラストマー，液状硬化物等も利用でき
る。

例えば管状体７の内部に硬化性液状物を未硬化の状態
で充填した後、室温，加熱，光，放射線等の下で硬化さ
せたものを用いることができる。

かかる硬化性液状物としてはエポキシ樹脂，液状シリ
コン，ポリウレタン，液状ポリブタジエン等が挙げられ
る。

このように管状体７の内部に硬化性液状物を充填し硬
化させることで、管状体７の内周面が粗く形成されてい
てもコア材８がその内周面に確実に密着した散光管を極
めて容易に製作することができる。

なお管状体７は、コア材８よりも屈折率が低いもので
なければならないが、管状体７の肉厚方向全体に亘って
屈折率が低い必要はなく、コア材８が接する内周面の近
傍における材料の屈折率がコア材８の材料の屈折率より
低ければよい。

窓材９は、透明な材料からなり、コア材８を管状体７
の内部に封入するとともに、光を散光管内に入射または
出射させる働きを有する。

窓材９の材料としては、石英，クラウンガラス，フリ
ントガラス，カルコゲナイト系ガラス，サファイヤ，水
晶，ポリカーボネート，メタクリル樹脂，ポリスチレン
樹脂等が用いられる。

以上のような散光管６の管状体７の内周面7aは、第４
図に誇張して図示した如く粗面に形成されている。

その表面粗さは、中心線平均粗さRa表示で0.01μｍ〜
0.6μｍの範囲内のものである。

なお中心線平均粗さRaは、表面粗さを数値的に表示す
るのに用いられる表示法の一つで、粗さ曲線の中心線
（この直線と粗さ曲線で囲まれる面積がこの直線の両側
で等しくなる直線）をｘ軸とし、粗さ曲線をｙ＝ｆ
（ｘ）で表わしたとき、次式で与えられるRaをミクロン
単位で表わしたものである。

かかるRa表示で0.01μｍ〜0.6μｍの範囲内の粗面に
管状体７の内周面7aを形成することで、第４図に示すよ
うに窓材９を透過して管状体７内に入射した光の各光線
はi₁,i₂,i₃で例示するように、種々の経路をとってコア
材８内を奥へ進行していくが、この間に管状体７とコア
材８との境界面すなわち管状体７の内周面7aにおいて、
一部は屈折して管状体７の内部に進入し一部は反射して
再びコア材８内を進行する。

管状体７の内周面7aで屈折した光線は、管状体７の内
部を外側方へ進行し、管状体７の外周面から放散され
る。

以上の屈折光と反射光の割合および角度は各光線が入
射する管状体７の内周面7aの局部の粗さおよびその方向
が多様であることから一様ではなく、結局管状体７の内
部に進入した屈折光は管状体７の外周面からその外周面
全面に亘って実質的に均等な強さでかつすべての方向に
一様に放散される。

したがって全周面に亘って一様に発光する管状光源の
ような効果を奏する。

ここに管状体７の内周面7aの表面粗さRaが0.01μｍで
あると、管状体７の外周面から光を放散させることが実
質的に困難となり、またRaが0.6μｍ以上であると、管
状体７の外周面から取出される光の長手方向の強度分布
に大きな偏りが生じ、光強度において散光管６の入射側
が強く、出射側は弱くなり、スタンド笠３に至る光の割
合が極めて少なくなり実用性に欠けることになる。

この管状体７の内周面7aを0.01μｍ〜0.6μｍの範囲
内の表面粗さRaとするには、内周面7aに液体ホーニング
等の機械的加工処理を行なったり、プラズマエッチング
処理を施したりするか、あるいは管状体７の押し出し加
工時に熱収縮その他の要因を適当に作用させることによ
っても可能である。

かかる散光管６の上端に設けられるスタンド笠３は、
ディスプレイ装置であり、散光管６からの出射光には熱
の放射を伴なわないので、布，紙，フィルムプラスチッ
ク板，硝子板等の種々の材質のものが利用できる。

布地の笠とした場合、表面は色柄模様を施し、内面は
白地とすることで、散光管６からの出射光は、スタンド
笠３の内面で反射して下方を照射するとともに、一部は
スタンド笠３内を透過してスタンド笠３自体を発光させ
ることができる。

スタンド笠３として乳白色の硝子板を用いても同様に
反射光を利用するとともに笠自体を発光させることがで
き、必要に応じて内面に反射膜をコーティングすること
で反射光を最大限に利用可能である。

なお散光管６からの散光に色彩をつけようとする場合
は、コア材８に色素や蛍光染料を可溶化したものを用い
ることができ、この場合0.001wt％〜0.5wt％の濃度範囲
とする。

また別の方法としては、散光管６の外周にカラーフィ
ルムを被覆したり塗料を塗布すること、さらには管状体
７自体を有色透明体で構成することが考えられる。

本例のように保護管５を用いている場合は保護管５自
体に色彩を施すようにしてもよい。

このようにして支柱２からの散光を容易に有色光とす
ることができ、装飾効果を向上させることが可能であ
る。

本実施例のスタンド照明用装置は、以上のようにスタ
ンド笠３による反射光を照明用に用いると同時に支柱２
自体が管状光源の如く発光して散光が周囲を照らすの
で、照度分布範囲を広げ、目を疲れさせることはない。

支柱２自体が発光するので装飾的効果が大きい。

また支柱２は、内部の散光管６が可撓性を備えていれ
ば、外部の保護管５の形状を変えることで簡単に変形す
ることができ、デザイン上の自由な設計が可能で、様々
な意匠の照明装置を供給できる。

次にスタンド照明装置の変形例を第５図に示し説明す
る。

本例は、前記実施例のスタンド照明装置の基台１およ
びハロゲンランプ４をそのまま用い支柱を構成する散光
管20および保護管21はその形状を上端部を弯曲させ、デ
ィスプレイ装置を球状ディスプレイ22に変えたものであ
る。

散光管20は中空球であり、硝子で構成されているが、
透明プラスチックでもよく、また熱を伴なわないので、
紙やフィルムの使用も可能である。

散光管20より射出した光は球状ディスプレイ22の中空
部に進入し、球状ディスプレイ22の内面で反射屈折して
球状ディスプレイ22自体が明るく発光する。

同例においても球状ディスプレイ22に色彩および絵柄
を施すことも可能で、支柱からの散光も前記したように
有色光とすることができる。

次にさらに別の実施例について第６図および第７図に
基づき説明する。

本例は、噴水等を照明するための照明装置であり、光
源を内蔵する光源部30から保護管32に外周を保護されて
散光管31が延出して、途中一部が水中40に没しており、
そして先端が水面より突出して同先端部にディスプレイ
装置33が取付けられている。

ディスプレイ装置33は、第７図に図示するように円筒
状の側壁34の一方の開口を、中央に前記散光管31,保護
管32を嵌合した底壁35をもって閉塞し、他方の開口に集
光レンズ36を嵌合したものである。

散光管31により出射した光は集光レンズ36を通って適
当に集光する光となって噴水等を照明することができ
る。

水中に敷設された散光管31,保護管32自体が発光する
ので、装飾的効果が大きい。

水中での散光管31,保護管32の形状も自由に設計で
き、色彩を施すことも容易なので装飾的効果をより追求
することができる。

本実施例では、ディスプレイ装置33の出射光部に集光
レンズ36を用いたが、これを波長選択フィルタとするこ
とで照明光に簡単に色をつけることができる。

また集光レンズと波長選択フィルタを併用することも
考えられる。

さらに本例の場合、散光管31,保護管32を可撓性を有
する素材で構成することで、水中40内を自由に敷設して
照明光の出射位置を自由に設定することができ便利であ
る。

次に一実施例を示す。

散光管としては、管状体に四弗化エチレンパーフロロ
アルコキシエチレン共重合体樹脂製のもので、内径11
φ，外径12φ、長さ1mの中空管を用い、その内部にトリ
オクチルホスフェート（商標名）をコア材として充填
し、両端を直径12φ，長さ50mmの石英栓で封止したもの
を用いている。

管状体の内周面の表面粗さRaは、触針式方面粗さ計で
測定したところ0.17μｍであった。

かかる散光管の一端に15V,150Wのハロゲンランプを配
置し、他端に第７図図示のものと同様のディスプレイ装
置を取付けた照明装置について実験したところ、散光管
の外周面の輝度は4800cd/m²であり、散光管としての散
光性能はかなり高いことが分かる。

またディスプレイ装置の集光レンズの前方1m位置にお
ける照度は1300Lux以上を示し、照明装置として十分な
値を示していることが確認された。

以上の実施例および実験例では、光源にハロゲンラン
プを用いたがその他キセノンランプ等の各種光源が使用
できる。

また用途によっては、保護管は不要である。

発明の効果 本発明は、管状体内周面を表面粗さRaが0.01μｍ〜0.
6μｍの範囲内に形成し、内部に管状体より屈折率の高
いコア材を充填して散光管としたことで、光を伝送する
と同時に散光管自体を発光させて周囲を照らすことがで
き、空間分布性の高い光が得られディスプレイ装置によ
る照明と相俟って目に疲れを生じさせない照明ができ
る。

散光管の形状は自在に設計でき、色彩を施し有色の散
光も容易に得られるので装飾的効果を向上させることが
できる。

管状体の両端部を透明窓材で閉塞するようにすれば、
コア材として流動体も用いることができ、素材の選択の
自由度を増し、用途に最も適した材料を選ぶことができ
る。

また透明窓材は光を散光管内に導く働きをする。

さらに散光管を透明な保護管に収納することにより、
外部環境より散光管を保護するとともに、可撓性有する
散光管の形状を一定に保持させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のスタンド照明装置の外
観図、第２図は同装置の内部構造を示す概略図、第３図
は同装置に用いられた散光管の断面図、第４図は同散光
管の一部拡大して模式的に示した説明図、第５図は別実
施例のスタンド照明装置の内部構造を示した概略図、第
６図はさらに別実施例の照明装置の説明図、第７図は同
装置のディスプレイ装置の内部構造を示す断面図であ
る。 １……基台、２……支柱、３……スタンド笠、４……ハ
ロゲンランプ、５……保護管、６……散光管、７……管
状体、7a……内周面、８……コア材、９……窓材、10…
…支持バー、 20……散光管、21……保護管、22……球状ディスプレ
イ、 30……光源部、31……散光管、32……保護管、33……デ
ィスプレイ装置、34……側壁、35……底壁、36……集光
レンズ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な管状体の内部に同管状体よりも屈折
   率の高いコア材を充填し、一端を採光部とし他端を出射
   光部とするとともに、前記管状体の内周面を中心線平均
   粗さRaで0.01μｍないし0.6μｍに形成し管状体周壁を
   散光部とした散光管と、同散光管の出射光部に取付けら
   れた光学的ディスプレイ装置とを備えたことを特徴とす
   る照明装置。
2. 【請求項２】前記散光管の管状体の両端部を透明な窓材
   で閉塞したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 【請求項３】前記散光管の一部又は全部を透明な保護管
   に収納したことを特徴とする請求項１又は２記載の照明
   装置。