JPH10241433A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒体が均一に高輝度で発光する照明装置を構
成する。 【解決手段】 光透過性を有する円筒状の筒体12の一端
に、光源22を備える。筒体12の他端は、反射鏡である端
部反射手段27で閉塞する。筒体12の内面には、プリズム
手段31を設ける。光を照射する開口部を残して、筒体12
とプリズム手段31との間に周面反射手段を設ける。筒体
12の内側に、軸方向に沿って、板状の内挿体36を備え
る。内挿体36の一面には、開口部に向かい、光拡散手段
38を設ける。内挿体36の他面には、周面反射手段に向か
い、鏡面状の鏡面反射手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光透過性を有する
筒体を備えた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、実公昭６４−５７７０号
公報に記載された照明装置が知られている。図４は、こ
の照明装置の説明図である。そして、この照明装置は、
光透過性材料からなる円筒体１を備え、この円筒体１の
上端の開口に、点光源３と、この点光源３を囲む回転体
形状の反射鏡４とが設けられている。そして、この反射
鏡４は、点光源３ととともに円筒体１に対して移動しな
い状態で固定されている。また、この反射鏡４の立体形
状は、反射される点光源３からの光が円筒体１の内面に
到達し、さらに、円筒体１の所定の範囲に光束が均一に
分布するように設計されている。また、例えば、特開昭
６３−３０８８０２号公報に示されるように、プリズム
シートを用いて、輝度の均一化を図った構成が知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
公昭６４−５７７０号公報記載の構成では、光線が円筒
体１の内面に均一に到達したとしても、円筒体１から外
周側に積極的に出射させる構成は示されておらず、円筒
型の照明装置としては、輝度、照度などの光出力の確保
が困難である問題を有している。また、このような構成
に、単にプリズムシートを組み合わせても、必ずしも容
易に輝度が均一にならない問題を有している。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、高輝度な照明、また、均一な照明を容易に実現で
きる照明装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の照明装置
は、光透過性を有し、少なくとも一端に光源が配置され
る筒体と；この筒体の内面に設けられたプリズム手段
と；筒体の内側にこの筒体の軸方向に沿って配置される
光拡散手段を設けた内挿体と；を具備したものである。

【０００６】そして、この構成では、筒体の内側に内挿
体を設け、この内挿体に、筒体の軸方向に沿って光拡散
手段を配置したので、光透過性を有する筒体が容易に均
一に発光する。

【０００７】請求項２記載の照明装置は、請求項１記載
の照明装置において、筒体には、この筒体の内側から照
射される光線を内側に向かって反射する周面反射手段
と、この筒体の内側から照射される光線の外側への透過
を許容する開口部とが備えられ、内挿体には、開口部に
向かう光拡散手段と、周面反射手段に向かう鏡面状の鏡
面反射手段とが備えられたものである。

【０００８】そして、この構成では、筒体に周面反射手
段を設けるとともに、この周面反射手段に向かい鏡面状
の鏡面反射手段を設けたため、開口部の輝度が容易に確
保される。

【０００９】請求項３記載の照明装置は、請求項１また
は２記載の照明装置において、内挿体は、平板状をなす
基板部を備え、光拡散手段は、基板部の一面に貼着され
た白色の光拡散シートを備えたものである。

【００１０】そして、この構成では、筒体の発光を均一
にする構成が容易に実現される。

【００１１】請求項４記載の照明装置は、請求項１また
は２記載の照明装置において、内挿体は、平板状をなす
基板部を備え、光拡散手段は、基板部の一面に形成され
た複数の四角錐状の突部を備えたものである。

【００１２】そして、この構成では、筒体の発光を均一
にする構成が容易に実現される。

【００１３】請求項５記載の照明装置は、光透過性を有
する筒体と；この筒体の内面に設けられたプリズム手段
と；筒体の少なくとも一端に配置された光源と；筒体の
少なくとも他端に配置され筒体の輝度を均一にする端部
反射手段と；を具備したものである。

【００１４】そして、この構成では、筒体の一端に光源
を配置し、他端に端部反射手段を設けることにより、筒
体が容易に均一に発光する。

【００１５】請求項６記載の照明装置は、光透過性を有
し少なくとも一端に入光部を設けた筒体と；この筒体の
入光部に臨んで配置された光源と；この筒体の内面に設
けられ、入光部からの距離が０ｍ以上５ｍ以下の範囲に
おいて、プリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸法
は、０．３mm以上０．５mm以下の範囲であるプリズム手
段と；を具備したものである。

【００１６】そして、この構成では、所定の範囲に効率
良く光を伝送し、筒体の輝度が容易に確保される。

【００１７】請求項７記載の照明装置は、光透過性を有
し少なくとも一端に入光部を設けた筒体と；この筒体の
入光部に臨んで配置された光源と；この筒体の内面に設
けられ、入光部からの距離が５ｍ以上１０ｍ以下の範囲
において、プリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸法
は、０．１５mm以上０．２５mm以下の範囲であるプリズ
ム手段と；を具備したものである。

【００１８】そして、この構成では、所定の範囲に効率
良く光を伝送し、筒体の輝度が容易に確保される。

【００１９】請求項８記載の照明装置は、光透過性を有
し少なくとも一端に入光部を設けた筒体と；この筒体の
入光部に臨んで配置された光源と；この筒体の内面に設
けられ、入光部からの距離が１０ｍ以上１５ｍ以下の範
囲において、プリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸
法は、０．１２mm以上０．１６mm以下の範囲であるプリ
ズム手段と；を具備したものである。

【００２０】そして、この構成では、所定の範囲に効率
良く光を伝送し、筒体の輝度が容易に確保される。

【００２１】請求項９記載の照明装置は、請求項１ない
し８いずれか一記載の照明装置において、筒体は、水槽
の内側に配置され、光源は、水槽の外側に配置されたも
のである。

【００２２】そして、この構成では、発光する筒体が水
槽内に配置されるため、水中の明るさが容易に確保され
る。また、光源が水槽の外側に配置されるため、防水構
造の簡略化が可能になるとともに、光源の保守作業も容
易になる。

【００２３】請求項１０記載の照明装置は、請求項１な
いし９いずれか一記載の照明装置において、光源は、自
然光を導入する自然光導入手段を備えたものである。

【００２４】そして、この構成では、筒体に自然光を導
入して、照明を行うことが可能になる。なお、ここに自
然光とは、いわゆる自然光である天空輻射光のほか、太
陽光、月光などを含む。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の一実施
の形態を図面を参照して説明する。

【００２６】図１は、本発明の照明装置の構成図、図２
は、照明装置の断面図、図３は、動作を示す説明図であ
り、図５は他の実施の形態を示す斜視図である。そし
て、11は照明装置で、この照明装置11は、円筒型照明装
置あるいはライトガイド縦型ともよばれ、中空円筒状の
筒体12を備えている。また、この筒体12は、透明なアク
リルパイプや、透明な塩化ビニルなど、光透過性材料を
用いて導光体として形成されている。

【００２７】そして、この筒体12の軸方向の一端の開口
部である入光部14には、光源装置21が接続されている。
この光源装置21は、メタルハライドランプ、白熱電球、
あるいはハロゲンランプなどの点光源である光源22と、
この光源22と入光部14との間に位置する平面型の反射鏡
23と、この光源22の周囲を囲んで配置される曲面状の反
射鏡24と、これらの部材を収納固定する筐体25となどを
備えている。なお、この光源22としては、透光性気密容
器内に放電ガスを封入した電極を有しない無電極放電灯
を用いると、光源22の寿命を例えば５年以上として大幅
に延ばすことができ、メンテナンスを必要としないある
いは省力化できる照明装置として望ましい。

【００２８】また、平面型の反射鏡23は、例えば、表面
に蒸着処理が施されて、高反射率が確保され、光源22か
ら出射される光を筒体12の内側に導入する。また、曲面
状の反射鏡24は、例えば、放物回転体形状に形成され、
光源22から出射される光を筒体12の内面に向かって反射
させるようになっている。なお、必要に応じて、集光用
などのレンズを備えることもできる。

【００２９】さらに、筒体12の軸方向の他端（終端）の
開口部は、例えば、硝子に銀やアルミニウムなどの金属
蒸着を施した反射面を備えた反射鏡である端部反射手段
27が設けられて閉塞されている。なお、この端部反射手
段27は、表面に蒸着処理が施された高反射率を有する材
料を用いることが望ましい。

【００３０】また、筒体12の内面の全面には、プリズム
手段31が備えられている。そして、このプリズム手段31
は、断面形状の少なくとも一面がノコギリ形であるプリ
ズムシートで、本実施の形態では、頂角９０°で屈折率
１．５８であるポリカーボネート製のプリズムシート
が、外周面に凹凸を向け、かつ、プリズムの溝方向を管
の長手方向に合わせて、円筒状に巻かれて構成されてい
る。

【００３１】そして、このプリズム手段31の外側、すな
わち、このプリズム手段31と筒体12との間には、周面反
射手段33が備えられている。そして、この周面反射手段
33は、例えば、表面に銀、アルミニウム、高純度アルミ
ニウムなどの金属蒸着が施された鏡面反射材料で、本実
施の形態では、ポリエチレンフィルムの反射面に銀蒸着
が施されている。また、この金属蒸着の表面に、さらに
保護フィルムや保護層をラミネートなどすることもでき
る。さらに、この周面反射手段33は、透明フィルム上に
白色塗装を施したもの用いることもできる。そして、こ
の周面反射手段33は、筒体12の軸方向のほぼ全長にわた
り、反射面を内周に向けて巻き付けられている。さら
に、この周面反射手段33は、筒体12の軸心を中心とし
て、所定の角度だけに配置され、この周面反射手段33が
配置されていない部分が、筒体12の内側から外側に光を
透過させる開口部34となっている。また、この開口部34
は、発光方向に向かい、所定の角度、例えば、９０°、
１８０°２７０°などに開口するように設定でき、本実
施の形態では、例えば１８０°に設定することが望まし
い。

【００３２】さらに、筒体12の内側には、この筒体12を
軸方向に沿って均一に発光させるための内挿体36が備え
られている。そして、この内挿体36は、反射材料とも呼
ばれ、例えば、スチロール、アクリル、ポリカーボネー
トなどの樹脂あるいは鋼板などを用いて細長矩形平板状
に形成された基板部37を備え、この基板部37の一方の面
に光拡散手段38が設けられ、他方の面すなわち光拡散手
段38の反対側の面には必要に応じて鏡面反射手段39が設
けられている。

【００３３】そして、光拡散手段38は、例えば、拡散材
料、拡散部材あるいは光拡散部材などとも呼ばれるもの
で、拡散反射率が９０％以上の材料が望ましく、単に基
板部37の表面を白色に塗装することもでき、また、例え
ば、スチロール製の基板部37に白色顔料で着色した光拡
散シートを貼り付けて構成することが望ましく、本実施
の形態では、東レ製Ｅ−６０Ｌを用いることが好まし
い。なお、この光拡散手段38は、例えば、図５に示すよ
うに、透明な平板状の基板部（母材）37の一面に、多数
の四角錐状あるいは三角錐状の突部37a を一体に形成
し、エンボス加工を施し、すなわちプリズム状とした構
成とすることもできる。

【００３４】また、鏡面反射手段39は、鏡面材料あるい
は鏡面反射部材などとも呼ばれ、例えば、ポリエチレン
などの樹脂材料に銀蒸着を施した粘着シートを利用する
ことにより、容易に構成することができる。

【００３５】そして、内挿体36は、光拡散手段38を筒体
12側の開口部34に向け、鏡面反射手段39を筒体12側の周
面反射手段33に向けて、すなわち、開口部34とは反対側
に向けて配置されている。さらに、この内挿体36すなわ
ち光拡散手段38は、幅方向には、図２に示すように、筒
体12内の一側部、すなわち開口部34と周面反射手段33と
の境界部に連設するとともに、筒体12の軸心に向かって
配置されている。また、この内挿体36の幅寸法は、筒体
12の内側の直径寸法以下さらには半径寸法以下とするこ
とにより、光を効率良く軸方向に伝送しつつ、開口部34
から光を効率良く出射でき好適であるが、筒体12の内側
の半径寸法とほぼ等しくし、あるいは、筒体12の内側の
直径寸法とほぼ等しくすることもできる。また、一側部
を筒体12の内側に当接する他、両側部を筒体12から離間
させ、長手方向の両端部で支持する構成とすることもで
きる。

【００３６】次に、図１および図３などを参照して、照
明装置11の動作を説明する。

【００３７】まず、光源22から照射された光は、光源22
を囲む曲面状の反射鏡24により反射され、さらに、平面
型の反射鏡23で反射されて、筒体12の内側に導入され
る。すると、この光は、プリズム手段31で屈折されると
ともに、周面反射手段33および内挿体36の鏡面反射手段
39により反射され、特に、周面反射手段33と鏡面反射手
段39との間で確実に反射されつつ、筒体12の軸方向に伝
送される。一方、内挿体36の光拡散手段38に到達した光
は、この光拡散手段38で拡散て拡散反射光に変換され、
プリズム手段31に９０°に近い角度で入光して透過さ
れ、開口部34から矢印Ａに示す所定の出射方向に出射さ
れる。

【００３８】このように、本実施の形態によれば、発光
面の全体にわたり、高輝度かつ均一に照明することがで
きる。

【００３９】すなわち、筒体12の内側に内挿体36を挿入
し、この内挿体36の開口部34に向かう面を光拡散手段38
とすることにより、筒体12の開口部34を長手方向に沿っ
てより明るく発光させることができる。

【００４０】また、筒体12の内側には、全面にプリズム
手段31が配置されているとともに、所定の角度で周面反
射手段33が配置され、さらに、この周面反射手段33に対
向して、内挿体36に鏡面反射手段39を設けたため、光を
筒体12内で効率良く伝播させることができ、筒体12を軸
方向に沿って容易に均一に発光させることができる。

【００４１】さらに、内挿体36の幅寸法は、筒体12の内
側の半径寸法とほぼ等しくすることにより、筒体12内の
光の伝播を妨げることがなく、軸方向に沿った効率良い
伝送を実現しつつ、光拡散手段38側にも光を充分に供給
して、均一で高輝度な照明を実現できる。なお、この内
挿体36の幅寸法を、筒体12の軸方向の長手寸法に対応し
て適宜変化させ調整することにより、輝度のなお一層の
均一化を図ることができる。

【００４２】また、筒体12に挿入する内挿体36の光拡散
手段（反射材料）38を、白色板やエンボスなどから適宜
選択することにより、使用目的に応じた対応が可能であ
り、また、使用者（ユーザ）の希望する光り方を容易に
実現することができる。

【００４３】さらに、光源22と、発光部となる筒体12と
を別個に形成しているため、ランプの交換時のメンテナ
ンスなどを容易にして、保守に要するコストを低減する
ことができる。

【００４４】次に、図６を参照して、本実施の形態の照
明装置11の効果について、実験結果に基づき説明する。
図６は、種々の条件において、筒体（ライトガイド）12
の長さと、輝度との関係を示す実験結果のグラフであ
る。また、この照明装置11は、図１および図２に示すも
ので、光源22としては２５０Ｗのメタルハライドランプ
を放物曲線形状の回転体の反射鏡24で覆ったものを使用
している。また、この反射鏡24は、内面に多層膜の蒸着
処理が施され、熱線は反射鏡24を透過して外側ににげる
ように考慮されている。そして、この光源22からの光
は、出射光を９０°を折曲する反射鏡23により、筒体12
内に導入される。なお、光源22から放出される熱線が筒
体12に与える熱の影響が懸念される場合には、反射鏡23
と筒体12との間に、熱線を吸収するコールドミラー23a
を設けることが好ましい。

【００４５】そして、上記の照明装置11において、筒体
12の長さ（高さ）寸法が１８０cm、筒体12の外径寸法が
１１０φのものを下記の６種類用意し、輝度を１０cm単
位で測定した。すなわち、実験した構成は、 ａ．従来例（プリズムシートのみ） ｂ．プリズム手段（プリズムシート）31および１８０°
の周面反射手段33 ｃ．ｂの構成に、筒体12の半径寸法の白色の光拡散手段
38を加えたもの ｄ．ｂの構成に、筒体12の直径寸法の白色の光拡散手段
38を加えたもの ｅ．ｂの構成に、筒体12の半径寸法のエンボス加工の光
拡散手段38を加えたもの ｆ．ｂの構成に、筒体12の直径寸法のエンボス加工の光
拡散手段38を加えたもの であり、以下のことが分かった。

【００４６】プリズムシートのみの従来例のａ．の構成
では、平均輝度は１０７０〔cd/m2〕であるが、輝度が
均一な部分が多かった。

【００４７】そして、筒体12に、プリズム手段31と周面
反射手段33を備え、光拡散手段38を備えなかったｂ．の
構成では、ａ．の構成に対して、平均輝度を３倍以上確
保することができた。

【００４８】さらに、ｂ．の構成に半径寸法の白色の光
拡散手段38を備えたｃ．の構成では、ａ．の構成に対し
て、平均輝度を１１倍ほど確保することができた。

【００４９】また、ｂ．の構成に直径寸法の白色の光拡
散手段38を備えたｄ．の構成では、ａ．の構成に対し
て、平均輝度を８倍ほど確保することができた。

【００５０】また、ｂ．の構成に半径寸法のエンボス加
工の光拡散手段38を備えたｅ．の構成では、ａ．の構成
に対して、平均輝度を１２倍ほど確保することができ
た。

【００５１】また、ｂ．の構成直径径寸法のエンボス加
工の光拡散手段38を備えたｆ．の構成では、ａ．の構成
に対して、平均輝度を１２倍ほど確保することができ
た。

【００５２】なお、各構成の平均輝度〔cd/m2 〕は、
ａ：１０７０，ｂ：３７７０，ｃ：１１２６０，ｄ：７
９１０，ｅ：１２５００，ｆ：１２１４０となった。ま
た、各構成の輝度の最大値と最小値との比率（min/max
）は、ａ：４０％，ｂ：３５％，ｃ：４２％，ｄ：２
９％，ｅ：４８％，ｆ：４６％となった。

【００５３】また、各構成について、先端部近傍で輝度
が高くなっているのは、筒体12の先端に設けた端部反射
手段27の影響と考えられる。

【００５４】なお、上記の実施の形態では、筒体12から
所定の方向に光を照射する構成としたが、例えば、全周
方向に光を照射する構成とすることもできる。この場合
には、筒体12側の周面反射手段33を省略するとともに、
内挿体36の両面に光拡散手段38を設けることができる。

【００５５】また、上記の実施の形態では、筒体12の他
端に設けた端部反射手段27は、筒体12の軸方向に対して
垂直に配置したが、この軸方向に対して適宜傾斜した状
態で取り付けることにより、この端部反射手段27に到達
した光線を所定の方向に反射させ、より筒体12の内面に
均一に光線を照射することができる。

【００５６】次に、図７ないし図９を参照して、本発明
の他の実施の形態を説明する。図７は、本発明の他の実
施の形態を示す一部を切り欠いた斜視図、図８は、本発
明のさらに他の実施の形態を示す一部を切り欠いた斜視
図、図９は、本発明のさらに他の実施の形態を示す一部
を切り欠いた斜視図である。なお、以下、上記の実施の
形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を
省略する。

【００５７】すなわち、図７に示す照明装置51は、内面
にプリズム手段31を貼り付けた筒体12を備え、一端の開
口部である入光部14には、光源22を覆う反射鏡24が取り
付けられている。そして、この反射鏡24は、回転放物面
などの回転体形状で、光源22から照射された光線を反射
し、平行光として筒体12に入光させるようになってい
る。さらに、この筒体12の他方の端部（終端）には、反
射鏡である端部反射手段52が所定の方向に傾斜した状態
で固定されている。また、この端部反射手段52は、硝子
に銀やアルミニウムなどの金属蒸着を施した反射鏡が用
いられ、反射面が、筒体12の軸方向に対して傾斜するよ
うに配置されている。

【００５８】そして、この図７に示す照明装置51では、
光源22から照射された光線のうち、反射鏡24で反射さ
れ、あるいは、直接に、軸方向と平行に筒体12に入射さ
れた平行光Ｌ1 は、端部反射手段52の傾斜した反射面で
反射されて筒体12の内面に均一に照射される。加えて、
光源22から照射された光線のうち、反射鏡24に当たらな
い直接光Ｌ2 は、筒体12の内面に巻かれたプリズム手段
31により全反射され、筒体12の内面に均一に照射され
る。そして、筒体12の内面のプリズム手段31に上下から
到達した光のうち、プリズムの臨界角以下となった光
が、筒体12から外側に照射される。このようにして、筒
体12の発光面の全体にわたって高輝度かつ輝度が均一な
照明を実現できる。

【００５９】また、図８に示す照明装置54のように、筒
体12の他方の端部（終端）に、回転対称形状の反射面を
備えた端部反射手段55を配置することにより、この端部
反射手段55で反射した光を筒体12の内周面に均一に照射
し、均斉度の高い円筒型照明装置を提供することができ
る。

【００６０】さらに、上記の図７および図８に示す実施
の形態において、図９に示すように、内挿体36および周
面反射手段33を組み合わせて照明装置57を構成すること
もできる。すなわち、筒体12のプリズム手段31の外側に
は、ポリエチレンフィルムの反射面に銀やアルミニウム
などの金属蒸着を施した周面反射手段（鏡面反射シー
ト）33が、反射面を内側として所定の範囲で巻き付けら
れ、この周面反射手段33を巻き付けない部分が、所定の
角度、例えば１８０°の角度で発光方向に向かう開口部
34となっている。また、筒体12の内側には、拡散反射率
が９０％以上の光拡散手段（反射材料）38を設けた内挿
体36が設けられている。そして、このように、傾斜した
端部反射手段52に内挿体36および周面反射手段33などを
組み合わせることにより、輝度をより容易に均一にする
ことができる。

【００６１】また、実験の結果、プリズム頂角が約９０
度のプリズム手段（プリズムシート）31を用いた場合
で、筒体12の光伝送距離Ｌすなわち入光部14からの距離
が０ｍ以上５ｍ以下の範囲では、プリズム手段31のピッ
チＰすなわちプリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸
法を０．３mm以上０．５mm以下の範囲とし、また、筒体
12の光伝送距離Ｌが５ｍ以上１０ｍ以下の範囲では、プ
リズム手段31のピッチＰを０．１５mm以上０．２５mm以
下の範囲とし、さらに、筒体12の光伝送距離Ｌが１０ｍ
以上１５ｍ以下の範囲では、プリズム手段31のピッチＰ
を０．１２mm以上０．１６mm以下の範囲とすることによ
り、光の伝送効率を高め、円筒型照明装置として用いる
場合の自由度を向上できるとともに、光を伝送する媒体
として筒体12を用いる場合の効果を向上することができ
る。

【００６２】次に、図１０ないし図１４を参照して、筒
体12の光伝送距離Ｌとプリズム手段31のピッチＰと伝送
効率との関係を計算した実験結果を説明する。図１０は
照明装置51の構成図、図１１は照明装置51の説明図、図
１２は第１の実験結果を示すグラフ、図１３は第２の実
験結果を示すグラフ、図１４は第３の実験結果を示すグ
ラフである。

【００６３】まず、この実験では、照明装置（導光装
置）51は、上記の各実施の形態と同様に、光透過性材料
からなる中空な筒体12を備え、半径寸法Ｒは５０mm、内
周面には、頂角９０°、屈折率１．５８のポリカーボネ
ート製のプリズム手段31が外側に凸が向くように円筒状
に巻かれている。そして、このプリズム手段31は、プリ
ズム列と垂直な断面において、シートに９０度で入射し
た光を全反射する特性を持っている。また、筒体12の軸
方向の一端には、メタルハライドランプ、白熱電球、あ
るいはハロゲンランプなどからなる点光源の光源22が備
えられ、この光源22を囲んで回転放物面の反射面を設け
た回転体形状の反射鏡24が備えられている。そこで、光
源22から照射された光線は反射鏡24で反射されると、平
行光となり、軸方向に沿って入光部14から筒体12に導入
される。そして、筒体12内に入射した光は、一部が所定
の位置（図１０における出光部Ａ）でプリズム手段31を
透過して出射し、また、プリズム手段31で反射された光
は、筒体12の軸方向の他端（出光部Ｂ）から出射するよ
うになっている。また、入射角度は可視光において、３
０°以内であることが望ましいが、計算の際は、入射角
度は３０°としている。また、計算の際は、プリズム頂
角の形状誤差、および円筒半径の影響によるブリズム手
段31の反射率の低下を考慮している。

【００６４】そして、図１２のグラフは、筒体12の長さ
寸法が５ｍ、すなわち、光伝送距離ＬがＬ＝０〜５ｍの
範囲で、プリズムピッチＰを変化させて、伝搬効率を計
算したもので、プリズムピッチＰが０．３mm以上０．５
mm以下の範囲で、伝搬効率が良好となることが分かっ
た。例えば、液晶バックライト用の０．０５mmピッチの
プリズムシートを用いた構成では、伝搬効率が３０数％
であるのに対し、０．３mm以上０．５mm以下の範囲で
は、７０％程度と大幅に伝搬効率を向上できる。また、
実際に製造されたプリズム手段31には、プリズム頂角の
形状誤差があるため、実際の反射率は理論上の反射率よ
りも低く、また、筒体の曲面（Ｒ）によってもプリズム
手段31の反射率は低下するが、これらの影響を考慮して
計算することにより、最適なプリズムピッチを選択し、
光伝送部の伝送効率を向上することができ、特に、筒体
12の軸方向の他端（出光部Ｂ）に到達する光線を増加さ
せることができる。このようにして、効率良く光を伝送
し、照明することができる。

【００６５】また、同様に、図１３のグラフは、筒体12
の長さ寸法が１０ｍ、すなわち、光伝送距離ＬがＬ＝５
〜１０ｍの範囲で、プリズムピッチＰを変化させて、伝
搬効率を計算したもので、プリズムピッチＰが０．１５
mm以上０．２５mm以下の範囲で、伝搬効率が良好となる
ことが分かった。例えば、液晶バックライト用の０．０
５mmピッチのプリズムシートを用いた構成では、伝搬効
率が１０数％であるのに対し、０．１５mm以上０．２５
mm以下の範囲では、４０％程度と大幅に伝搬効率を向上
できる。

【００６６】また、同様に、図１４のグラフは、筒体12
の長さ寸法が１５ｍ、すなわち、光伝送距離ＬがＬ＝１
０〜１５ｍの範囲で、プリズムピッチＰを変化させて、
伝搬効率を計算したもので、プリズムピッチＰが０．１
２mm以上０．１６mm以下の範囲で、伝搬効率が良好とな
ることが分かった。例えば、液晶バックライト用の０．
０５mmピッチのプリズムシートを用いた構成では、伝搬
効率が数％であるのに対し、０．１５mm以上０．２５mm
以下の範囲では、２０％程度と大幅に伝搬効率を向上で
きる。

【００６７】また、上記の各実施の形態に示した照明装
置は、発光する筒体と光源とが分離されているため、水
族館など水中照明用の照明設備として、例えば、筒体を
水槽すなわち水中に配置するとともに、光源を水槽の外
に配置することが可能になる。そこで、発光する筒体を
水中に配置できるため、水上に設けた照明器具からの水
面の照明あるいは水槽の壁面や床面に埋め込まれた照明
器具からの照明に比べて、水深などにかかわらず、適度
な明るさを確保し、照明効果を向上することができる。
また、光源が水に濡れる可能性を少なくでき、簡易的な
防水性さえあれば良いため、構造を簡略化して製造コス
トを抑制することができる。さらに、光源のランプの交
換なども容易になり、保守作業を容易にすることができ
る。

【００６８】すなわち、水上からの照明では、特に、光
線が長波長側で水に吸収され水深が深い場合に水槽の下
部まで明るさを確保しようとすると、消費電力の大きな
光源が必要となり、また、照明器具を水槽の壁面や床面
に埋め込んだ場合には、光源の交換や器具部のメンテナ
ンスが難しく、水圧に対向できる気密性を得るために構
造の簡略化が困難でコストが上昇する問題を有している
が、本発明の照明装置を適用することにより、水深があ
る水槽でも、下方に充分な明るさを確保できるととも
に、光源やこの光源の周囲の器具部の構造を簡略化で
き、保守性も良好にすることができる。

【００６９】次に、図１５ないし図２０を参照して、照
明装置を水槽に適用した構成を説明する。図１５は本発
明の照明装置の他の実施の形態を示す斜視図、図１６は
本発明の照明装置のさらに他の実施の形態を示す斜視
図、図１７は本発明の照明装置の一部の一部を切り欠い
た斜視図、図１８は本発明の他の実施の形態の照明装置
の一部の一部を切り欠いた斜視図、図１９は本発明のさ
らに他の実施の形態の照明装置の一部の一部を切り欠い
た斜視図、図２０は本発明のさらに他の実施の形態の照
明装置の一部の一部を切り欠いた斜視図である。

【００７０】そして、図１５において、71は水槽で、こ
の水槽71の壁面の一か所を貫通し、透明樹脂管である筒
体12が固定されているとともに、この筒体12に連結し
て、水槽71の外側に、光源（人工光源）を備えた光源ボ
ックス73が取り付けられ、照明装置72が構成されてい
る。そして、筒体12は、水槽71の下部を水平方向を軸方
向として配置されている。

【００７１】また、図１６に示すように、筒体12は、水
槽71の壁面に配置された柱部の内側面に沿って鉛直方向
（垂直方向）に配置するとともに、光源ボックス73を筒
体12の上端部に接続することもでき、さらに、複数の照
明装置72を配置することもできる。

【００７２】また、この筒体12の構成は、上記の図１な
いし図１４などに示す筒体12と同様で、図１７に示すよ
うに、透明樹脂製の円筒状の筒体12の内側表面に、透明
物質の全反射特性を用いた透明樹脂反射シート材すなわ
ちプリズム手段31を配置した構成の他、図１８に示すよ
うに、筒体12とプリズム手段31との間の一部に不透過性
反射シート材すなわち周面反射手段33を設ける構成、図
１９に示すように、筒体12とプリズム手段31との間に不
透過性反射シート材すなわち周面反射手段33を設けると
ともに、開口部34側に青色フィルター75を備える構成、
図２０に示すように、筒体12とプリズム手段31とを備え
るとともに、筒体12の内側に、筒体12の長手方向に略平
行にすなわち軸方向に沿って内挿体36を配置する構成な
どを採ることができる。

【００７３】また、光源ボックス73には、例えば、図１
に示す構成と同様に、光源22、反射鏡24などが備えられ
ている。

【００７４】そして、例えば、図１７に示す構成では、
筒体12の内側に入射した光線は、基本的に、プリズム手
段31の全反射により管内を伝達されるとともに、一部プ
リズム面のエッジ部から外部に漏れる光によって、管の
外部に光を放射して水中照明を行うようになっている。

【００７５】また、図１８に示す構成では、図１７に示
す構成の作用に加え、周面反射手段33を設けた部分で
は、プリズム手段31を透過した漏れ光を反射し筒体12の
内側に再度入射させることができ、周面反射手段33を設
けていない開口部34の発光を増加させることができる。

【００７６】また、図１９に示す構成では、図１８に示
す構成の作用に加え、開口部34に青色フィルター75を備
えることにより、水槽外のからの観察者に水深を感じさ
せることができる。また、図１６に示すように、筒体12
を鉛直方向に配置した場合には、青色フィルター75は、
上側から下側に向かい、白色から濃青色へ変化するグラ
デーションをかけることにより、水槽内の下側部を青色
光で照射し、水中の雰囲気を効果的に演出することがで
きる。なお、この白色から濃青色へ変化するグラデーシ
ョンの着色は、開口部34に備える青色フィルター75の
他、筒体12の一部に配置される周面反射手段33に設ける
こともでき、また、内挿体36の光拡散手段38に設けるこ
とによっても、同様の効果を奏することができる。さら
に、着色方法も、白色から青色へ暫時変化するグラデー
ション塗装の他、白色や鏡面反射面に青色のドットを順
次下方に向かって密度を濃く印刷するなどの構成を取る
ことができる。また、この着色は、各部材に直接施すほ
か、各部材を覆うフィルター、保護フィルム、保護層な
どに設けることもできる。例えば、内挿体36について
は、樹脂や鋼板の平板を用い、上側から下側に向かって
白色から青色が濃くなるように塗装するほか、図５に示
すエンボス状（プリズム状）の透明な内挿体36を用いる
場合には、平面状をなす面に、上側から下側に向かって
無色から青色が濃くなるフィルターを貼着することもで
きる。

【００７７】すなわち、従来、このような色の演出は、
照明器具の前面に青色フィルターを設けたり、青色光源
を用いることにより行われていたが、水槽の上側からの
赤色の照明では、水槽の上部から青みを帯びることにな
り、実際の水中の雰囲気の演出は困難であるとともに、
水中に設ける照明器具を用いる場合には、光源の交換や
器具部のメンテナンスが困難で、気密性を備えた構成も
器具コストの上昇の原因となるが、本実施の形態では、
水深がある水槽でも、下方に充分に明るさを確保でき、
上方は白色光、下方は青色光に漸次変化し、なおかつ、
光源や周囲の器具部の構造を簡略化でき、保守性も良好
で、製造コストおよび保守コストを低減できる照明装置
を提供できる。

【００７８】さらに、図２０に示す構成では、上記の各
実施の形態の作用に加え、内挿体36の表面の拡散反射性
を有する光拡散手段38により、筒体12の内側を進む光が
適宜拡散され、プリズム手段31を透過して筒体12の外側
に放射され、例えば、図１７に示す構成に比べて、発光
の輝度を容易に高めることができる。また、光拡散手段
38の裏面に設けた鏡面反射手段39と周面反射手段との間
の反射により、光を効率良く伝播させ、輝度と均一性と
を高めることができる。なお、この構成では、２個の内
挿体36が備えられているが、１個でも良く、あるいは３
個以上でも良い。

【００７９】また、筒体12は、水槽71の一方の壁面を貫
通して他方の壁面に到達する構成、あるいは、水槽71の
上側から底部にまで到達する構成としたが、方向、形状
などを問わず、少なくとも一部が水中内にあり、少なく
とも一方の端部が水槽71の外部に突出していれば、この
突出した端部に接続した光源ボックス73の光源により水
中を照明することができる。

【００８０】なお、上記の図１ないし図２０に示す各実
施の形態では、筒体12は円筒形状としたが、断面矩形
状、多角形状などとすることもでき、また、光源22を筒
体12の両端部に配置することもできる。

【００８１】また、上記の各実施の形態において、光源
としては、人工光源のほか、いわゆる自然光である天空
輻射光、太陽光、月光などの自然光を導入する自然光導
入手段を備えることにより、筒体12に自然光を導入し
て、照明を行うことができる。なお、自然光導入手段と
しては、採光装置、採光窓を用いることができる。さら
に、人工光源と自然光導入手段とを組み合わせて適宜切
替え可能とすることにより、昼夜を問わず照明を行うこ
とができる。

【００８２】

【発明の効果】請求項１記載の照明装置によれば、筒体
の内側に内挿体を設け、この内挿体に、筒体の軸方向に
沿って光拡散手段を配置したため、光透過性を有する筒
体を容易に均一に発光させることができる。

【００８３】請求項２記載の照明装置によれば、請求項
１記載の効果に加え、筒体に周面反射手段を設けるとと
もに、この周面反射手段に向かい鏡面状の鏡面反射手段
を設けたため、開口部の輝度を容易に確保できる。

【００８４】請求項３記載の照明装置によれば、請求項
１または２記載の効果に加え、内挿体の平板状をなす基
板部の一面に白色の光拡散シートを貼着して光拡散手段
を構成することにより、筒体の発光を均一にする構成を
容易に実現できる。

【００８５】請求項４記載の照明装置によれば、請求項
１または２記載の効果に加え、内挿体の平板状をなす基
板部の一面に複数の四角錐状の突部を形成して光拡散手
段を構成することにより、筒体の発光を均一にする構成
を容易に実現できる。

【００８６】請求項５記載の照明装置によれば、筒体の
一端に光源を配置し、他端に端部反射手段を設けること
により、筒体を容易に均一に発光させることができる。

【００８７】請求項６記載の照明装置によれば、入光部
からの距離が０ｍ以上５ｍ以下の範囲において、プリズ
ム手段のプリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸法
を、０．３mm以上０．５mm以下の範囲とすることによ
り、所定の範囲に効率良く光を伝送し、筒体の輝度を容
易に確保できる。

【００８８】請求項７記載の照明装置によれば、入光部
からの距離が５ｍ以上１０ｍ以下の範囲において、プリ
ズム手段のプリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸法
を、０．１５mm以上０．２５mm以下の範囲とすることに
より、所定の範囲に効率良く光を伝送し、筒体の輝度を
容易に確保できる。

【００８９】請求項８記載の照明装置によれば、入光部
からの距離が１０ｍ以上１５ｍ以下の範囲において、プ
リズム手段のプリズムの頂部同士の間の周方向の離間寸
法を、０．１２mm以上０．１６mm以下の範囲とすること
により、所定の範囲に効率良く光を伝送し、筒体の輝度
を容易に確保できる。

【００９０】請求項９記載の照明装置によれば、請求項
１ないし８いずれか一記載の効果に加え、発光する筒体
を水槽内に配置できるため、水中の明るさを容易に確保
できる。また、光源を水槽の外側に配置できるため、防
水構造の簡略化が可能になるとともに、光源の保守作業
も容易になり、製造コスト、保守コストの低減が可能に
なる。

【００９１】請求項１０記載の照明装置によれば、請求
項１ないし９いずれか一記載の効果に加え、光源に、自
然光を導入する自然光導入手段を備えたため、筒体に自
然光を導入して、照明を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の一実施の形態を示す構成図
である。

【図２】同上照明装置の断面図である。

【図３】同上照明装置の動作を示す説明図である。

【図４】従来の照明装置を示す説明図である。

【図５】本発明の照明装置の内挿体の他の実施の形態を
示す斜視図である。

【図６】同上照明装置の実験結果のグラフである。

【図７】本発明の他の実施の形態を示す一部を切り欠い
た斜視図である。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態を示す一部を切
り欠いた斜視図である。

【図９】本発明のさらに他の実施の形態を示す一部を切
り欠いた斜視図である。

【図１０】本発明の実験に用いた照明装置の構成図であ
る。

【図１１】同上照明装置の説明図である。

【図１２】同上第１の実験結果を示すグラフである。

【図１３】同上第２の実験結果を示すグラフである。

【図１４】同上第３の実験結果を示すグラフである。

【図１５】本発明の他の実施の形態を示す照明装置の斜
視図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施の形態を示す照明装
置の斜視図である。

【図１７】同上照明装置の筒体の実施の形態を示す一部
を切り欠いた一部の斜視図である。

【図１８】同上照明装置の筒体の他の実施の形態を示す
一部を切り欠いた一部の斜視図である。

【図１９】同上照明装置の筒体のさらに他の実施の形態
を示す一部を切り欠いた一部の斜視図である。

【図２０】同上照明装置の筒体のさらに他の実施の形態
を示す一部を切り欠いた一部の斜視図である。

【符号の説明】

11 照明装置 12 筒体 14 入光部 22 光源 31 プリズム手段 33 周面反射手段 34 開口部 36 内挿体 37 基板部 37a 突部 38 光拡散手段 39 鏡面反射手段 52 端部反射手段 71 水槽

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性を有し、少なくとも一端に光源
   が配置される筒体と；この筒体の内面に設けられたプリ
   ズム手段と；筒体の内側にこの筒体の軸方向に沿って配
   置される光拡散手段を設けた内挿体と；を具備したこと
   を特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 筒体には、この筒体の内側から照射され
   る光線を内側に向かって反射する周面反射手段と、この
   筒体の内側から照射される光線の外側への透過を許容す
   る開口部とが備えられ、 内挿体には、開口部に向かう光拡散手段と、周面反射手
   段に向かう鏡面状の鏡面反射手段とが備えられたことを
   特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 【請求項３】 内挿体は、平板状をなす基板部を備え、 光拡散手段は、基板部の一面に貼着された白色の光拡散
   シートを備えたことを特徴とする請求項１または２記載
   の照明装置。
4. 【請求項４】 内挿体は、平板状をなす基板部を備え、 光拡散手段は、基板部の一面に形成された複数の四角錐
   状の突部を備えたことを特徴とする請求項１または２記
   載の照明装置。
5. 【請求項５】 光透過性を有する筒体と；この筒体の内
   面に設けられたプリズム手段と；筒体の少なくとも一端
   に配置された光源と；筒体の少なくとも他端に配置され
   筒体の輝度を均一にする端部反射手段と；を具備したこ
   とを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 光透過性を有し少なくとも一端に入光部
   を設けた筒体と；この筒体の入光部に臨んで配置された
   光源と；この筒体の内面に設けられ、入光部からの距離
   が０ｍ以上５ｍ以下の範囲において、プリズムの頂部同
   士の間の周方向の離間寸法は、０．３mm以上０．５mm以
   下の範囲であるプリズム手段と；を具備したことを特徴
   とする照明装置。
7. 【請求項７】 光透過性を有し少なくとも一端に入光部
   を設けた筒体と；この筒体の入光部に臨んで配置された
   光源と；この筒体の内面に設けられ、入光部からの距離
   が５ｍ以上１０ｍ以下の範囲において、プリズムの頂部
   同士の間の周方向の離間寸法は、０．１５mm以上０．２
   ５mm以下の範囲であるプリズム手段と；を具備したこと
   を特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】 光透過性を有し少なくとも一端に入光部
   を設けた筒体と；この筒体の入光部に臨んで配置された
   光源と；この筒体の内面に設けられ、入光部からの距離
   が１０ｍ以上１５ｍ以下の範囲において、プリズムの頂
   部同士の間の周方向の離間寸法は、０．１２mm以上０．
   １６mm以下の範囲であるプリズム手段と；を具備したこ
   とを特徴とする照明装置。
9. 【請求項９】 筒体は、水槽の内側に配置され、光源
   は、水槽の外側に配置されたことを特徴とする請求項１
   ないし８いずれか一記載の照明装置。
10. 【請求項１０】 光源は、自然光を導入する自然光導入
    手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし９いずれ
    か一記載の照明装置。