JP3240799B2 - 発光体 - Google Patents

発光体

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JP3240799B2
JP3240799B2 JP35459393A JP35459393A JP3240799B2 JP 3240799 B2 JP3240799 B2 JP 3240799B2 JP 35459393 A JP35459393 A JP 35459393A JP 35459393 A JP35459393 A JP 35459393A JP 3240799 B2 JP3240799 B2 JP 3240799B2
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康博 小池
正登 杉町
逸夫 田沼
石原田　　稔
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送チューブ等の先
端に連結して光伝送チューブ等で伝送された光を均一に
散乱、発光させることができ、装飾照明、水中照明、防
爆照明、ディスプレー等の用途に好適に用いられる発光
体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、光伝送チューブや光ファイバーの先端に光散乱体を
ジョイントで接続し、これらのチューブやファイバーか
らの光を光散乱体に伝送し、この光散乱体に入射した光
を光散乱体全外周面から出射させる照明方法が知られて
おり、これは装飾照明、水中照明、防爆照明、ディスプ
レー、特殊照明等の広い用途がある。
【０００３】ここで、光散乱体は、透明マトリックス中
にこれと屈折率が異なる透明材料を均一に分散させたも
ので、例えばメタクリレート樹脂中に真球状シリコーン
樹脂を分散させた材料で構成されており、このような材
料をロッド状、球状、多面形状、板状等としたものであ
る。
【０００４】このような光散乱体は、透明マトリックス
自体は空気との界面で光の全反射が起こり、外部に光を
漏らさないで光を伝送するものであるが、光がマトリッ
クス中を進行する際に、このマトリックス中に均一分散
された透明材料との界面で光が散乱し、透明マトリック
スと空気との界面との角度が全反射条件を満たさない高
角度成分ができ、この光が周面から出射して、光散乱体
全体から光が出るものである。
【０００５】しかしながら、光散乱体の散乱光の角度分
布は、多重散乱性が無視できる場合には、強い前方散乱
性を示すことが知られている。このような強い前方散乱
現象は光散乱体が柱状乃至筒状であると顕著になり、出
射光は光の入射方向に対して低角度の成分が多く、周面
を発光させる柱状散乱体では、斜め前方から見たときは
非常に明るく見えるのに対し、周面に対し直角方向から
見た輝度が小さくなり、暗く見えるという問題がある。
光散乱体を照明用途に用いる場合、このように見る方向
によって明るさが異なることは好ましくなく、全方向に
対する均一発光性が求められる。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、光散乱体に入射した光を均一に出射、分散させ、全
方向において均一に発光する発光体を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、空気との界面で光の全反射が起こる屈折
率を有する透明マトリックス中にこのマトリックスと屈
折率の異なる透明材料が均一に分散され、その一端入射
部から入射された光を全外周面から出射させる柱状又は
筒状の光散乱体を、内径がこの光散乱体外径以上の大径
に形成され、かつ内周面及び外周面のいずれか一方又は
双方をＲｍａｘが５〜５００μｍに粗面化してなる光透
過性筒体内に挿入配置したことを特徴とする発光体を提
供する。
【０００８】
【作用】本発明の発光体は、光透過性筒体内に挿入配置
された柱状又は筒状の光散乱体の一端部に光伝送チュー
ブや光ファイバーなど（光源）を連結して、これから伝
送された光を空気との界面で光の全反射が起こる屈折率
を有する透明マトリックス中に均一に分散された透明材
料で光を散乱させ、入射した光を光散乱体の全外周面か
ら出射させるものであるが、内径がこの光散乱体外径以
上の大径に形成され、かつ内周面及び外周面のいずれか
一方又は双方をＲｍａｘ５〜５００μｍに粗面化してな
る光透過性筒体で光散乱体を覆っているので、光散乱体
が入射した光を主に前方に向けて散乱する上記散乱の片
寄り現象が生じても、この光散乱体を覆う光透過性筒体
が光を更に強く分散する作用を有し、このため光散乱体
から出射し、光透過性筒体を通過した光はあらゆる方向
に分散され、その結果光透過性筒体の全方向から均一に
光が出射して均一な明るさの発光体となるものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の発光体の実施例について具体
的に図１で説明する。図１の発光体１は、円柱状の光散
乱体２と、これを被覆した円筒型でその内外面のいずれ
か一方又は双方が粗面化された光透過性筒体３とで構成
され、光散乱体２の一端部はジョイント４で光伝送チュ
ーブ５と連結されている。
【００１０】この光散乱体２は、透明マトリックス２ａ
中にこれと異なる屈折率を有する透明材料２ｂを均一に
分散させた材料で構成されている。具体的には、透明マ
トリックス２ａとしては、ポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート、シリコーン、ポリスチレン等の有機
系樹脂、ガラス、石英、透明セラミック等の無機系材料
が使用でき、また、透明材料２ｂとしては、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、シ
リコーン樹脂等の有機系粉体、炭酸カルシウム、酸化チ
タン、ガラス、シリカ、単結晶が透明なセラミック粉体
等の無機系粉体、更にはガス、気泡、真空ボイド等で構
成することもできる。この場合、形状は真球状が好まし
く、その平均粒径は０．０１〜２０μｍ、特に０．１〜
１０μｍ程度が好ましい。透明材料の分散量は、０．０
０１〜５０重量部、好ましくは０．００５〜１重量部が
一般的である。具体的に好ましい例を示すと、ポリメチ
ルメタクリレートの透明マトリックス１００重量部に平
均粒径０．１〜１０μｍの真球状シリコーン樹脂を０．
００５〜０．５重量部を配合したもの、ポリメチルメタ
クリレート又はポリカーボネート１００重量部に平均粒
径０．５〜２０μｍの炭酸カルシウム、酸化チタン、ガ
ラス等の粉末を０．００５〜０．５重量部を配合したも
のなどを例示することができる。
【００１１】光散乱体２の形状は、柱状が好ましく、そ
の断面形状は、円形、楕円形、多角形、長方形、薄板形
等いずれでも良く、筒状であってもよい。また、長さ、
断面積は適宜選定されるが、長さは３〜１００ｃｍ、特
に５〜５０ｃｍの範囲、断面積は０．０５〜１００ｃｍ
2、特に１．５〜２０ｃｍ2程度とすることが良い。な
お、光散乱体２の光伝送チューブを連結する側の反対面
には、光散乱体２を伝送されてきた光を反射するための
反射材を取付けておくことができる。
【００１２】一方、上記光透過性筒体３は、透明材料で
あればいずれのものも使用可能であり、例えばポリエチ
レン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、シリコ
ーン等の有機系樹脂、ガラス、石英、透明セラミック等
の無機系材料が挙げられる。この光透過性筒体３の内径
は、光散乱体を挿入配置するため、光散乱体２の外径以
上に形成する。従って、光散乱体２と光透過性筒体３と
は互いに当接していても、その間に空気を介在していて
もよい。なお、光透過性筒体３の厚さは０．５〜５ｍ
ｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍ程度とすることが良い。
光透過性筒体３の内面３ａと外面３ｂのいずれか一方又
は双方は、Ｒｍａｘが５〜５００μｍとなるように粗面
化されており、これにより光を全方向に分散するように
なっている。この場合、粗面化の程度は１０〜２００μ
ｍ程度とすることが好ましい。このような粗面とするに
は、例えばサンドブラスト、やすりがけ、化学腐食等の
公知の方法を採用することができる。
【００１３】［実験例］メタクリル樹脂中に平均粒径が
２．０μｍの架橋シリコーン粒子を０．０１重量部添加
し、これを径１２．９ｍｍ、長さ３０ｃｍのロッド状
（円柱状）に成形して光散乱体を作製した。
【００１４】この円柱状光散乱体の一端面にコア径６ｍ
ｍの光伝送チューブを連結すると共に、他端面に端部ま
で伝送した光を反射するための反射材を取付け、光伝送
チューブから光を入射し、図３に示すようにこの散乱体
の長さ方向に対する角度θに対する照度（ルクス）を測
定し、出射の角度分布を測定した。結果を図４に示す。
【００１５】この結果、光の出射方向は軸方向に対して
低角度で、角度が３０度付近で輝度が大きく、これより
角度が大きくなると輝度分布は低下することが認めら
れ、目視でも斜め前方から見た輝度が真横から見た輝度
より大きいという指向性を有していた。
【００１６】一方、上記円柱状光散乱体を、内径１３ｍ
ｍ、外径１９ｍｍのアクリル製パイプの内外面をサンド
ブラスト法により均一に粗くした光透過性筒体内に挿入
し、上記と同様に出射の角度分布を測定した。結果を図
４に併記する。その結果、角度の指向性が失われ、出射
の角度分布が均一化した。
【００１７】
【発明の効果】本発明の発光体は、入射した光を均一に
全方向に出射し、全体が均一に発光するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光体の一例を示す断面図である。
【図２】従来の発光体の一例を示す断面図である。
【図３】実験例での発光の角度分布を試験したときの角
度を示す説明図である。
【図４】実験例での発光の角度分布を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
１ 発光体 ２ 光散乱体 ２ａ 透明マトリックス ２ｂ 透明材料 ３ 光透過性筒体 ３ａ 筒体内面 ３ｂ 筒体外面 ４ ジョイント ５ 光伝送チューブ
フロントページの続き (72)発明者 石原田 稔 東京都小平市小川東町３−４−４−307 (72)発明者 内藤 壽夫 神奈川県川崎市宮前区馬絹969−１ (56)参考文献 特開 昭60−118806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−207204（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−187505（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−27121（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−156404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−10202（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 F21V 8/00 G02B 5/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気との界面で光の全反射が起こる屈折
    率を有する透明マトリックス中にこのマトリックスと屈
    折率の異なる透明材料が均一に分散され、その一端入射
    部から入射された光を全外周面から出射させる柱状又は
    筒状の光散乱体を、内径がこの光散乱体外径以上の大径
    に形成され、かつ内周面及び外周面のいずれか一方又は
    双方をＲｍａｘが５〜５００μｍに粗面化してなる光透
    過性筒体内に挿入配置したことを特徴とする発光体。
  2. 【請求項２】 透明材料が真球状である請求項１記載の
    発光体。
  3. 【請求項３】 透明材料が真球状であり、かつ該球状の
    平均粒径が０．０１〜２０μｍである請求項１記載の発
    光体。
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