JPH0158482B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は彩色を伴う照明具に関する。

本明細書でいう「照明」とは、対象物に光を照
射すること、及び発光体そのものが視覚の対象と
なるように光を放つことの両者を含むものとし、
照明具をこれらの用途に対応して区別する場合
は、前者を照射体、後者を発光体と称することと
する。

従来の技術 従来照明具として螢光放電灯が最も普及してい
るが、螢光放電灯は白熱電球などに比較すると発
熱量はかなり少ないがそれでも尚相当量の熱を放
散するので、例えば冷凍、冷蔵シヨーケース内の
ような冷温雰囲気内での設置使用に不向きである
と共に、広告サイン灯のように雨ざらしにされる
場所や冷蔵シヨーケース内のように水分による影
響を受け易い場所に設置使用すると、電気絶縁不
良ひいては照明不良などの電気的トラブルを発生
し易い欠点があつた。更にまたシヨーウインドや
シヨーケース内に設置使用する場合は、照明光を
顧客の視覚から遮えぎるために、笠などのような
遮光部材の備付けを必要とする場合があるなどの
不便もあつた。

一方、広告サイン灯、デイスプレイ用照明、標
示灯等、装飾性や注意喚起性を要する発光体にお
いては、ネオン管灯やネオン電球が使用されてい
るが、彩色は可能であるものの、管表面や電極か
ら光が発するという通常の発光体の域を出ず、単
調となり勝ちであり、装飾性や注意喚起性が不十
分となる場合があつた。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこれら従来技術の問題点を解決し、発
熱を問題とならない程度に抑えることができ、水
分による絶縁不良等の影警を受けず、しかも照射
光の直視を遮るための笠などの遮光部材が不要で
あり、装飾性、注意喚起性に優れた照明具を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の前記目的は、一端から入射した光を他
端方へ伝送しうる光伝送ロツドと、該光伝送ロツ
ドの外周面に該ロツド軸線方向に連続して又は断
続して高屈折率微粉体を付着し形成された光拡散
部と、前記光伝送ロツドにおける該光拡散部に臨
む外周面に付着され特定波長の光を選択的に透過
させる彩色用透光性膜とを備えたことを特徴とす
る彩色照明具により達成される。

前記光伝送ロツドは、光入射側とは反対側の端
面に光伝送方向に臨む反射鏡を備えることができ
る。

前記彩色用透光性膜は、高屈折率層と低屈折率
層とを交互に配した誘電体多層膜を備え、前記各
高屈折率層及び低屈折率層の厚さｔは、実質上 Nt＝λ／４＋nλ （λは得ようとする彩色光の補色をなす光の波
長、 ｎは０又は正の整数、 Ｎは各層の屈折率） となるように定められて前記透光性膜が入射角度
に応じて特定波長の光を選択的に透過させるよう
にされることができる。

前記彩色用透光性膜は、特定波長の光を選択的
に透過させうる金属薄膜を備えることができる。

さらに前記彩色用透光性膜は、前記誘電体多層
膜と前記金属薄膜とを適宜組合わせて備えること
ができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添附図面と共に説明す
る。

第１図及び第２図は、照射体としての照明具の
例を示す。

図に於て、１は一端から入射された光を他端方
へ伝送する光伝送用ロツドであつて、該ロツド１
としてはできるだけ透明度が高くて耐光性のよい
ものを使用することが好ましく、例えば石英ガラ
スロツド（屈折率：1.46）、光学ガラスロツド
（屈折率：1.5〜1.7）、シリコーン樹脂ロツド（屈
折率：1.41）などを有利に使用できる。ロツド１
は中実で且つ円形断面を有し、その中心軸線は直
線及び曲線のいずれでもよく、図には直線の場合
が示されている。ロツド１の寸法は、伝送される
光量や照明ラインの長さなどによつて適宜決定す
ればよく、例えば直径は３〜30mm程度の範囲、有
利には５〜20mm程度の範囲内から適宜選択され
る。直径が３mmより小さいと受光面積が小となつ
て受光ロスを生ずる虞れがあり、また30mmを超え
ると価格が高謄する割には、品質、性能の向上を
あまり期待できず、好ましくない。

光伝送用ロツド１の外周面には、伝送光をロツ
ド１内に拡散反射するための光拡散部である拡散
縞２が付着形成される。この拡散縞２はロツド１
よりも高屈折率にして耐光性の透明微粉体より構
成され、このような微粉体としては、例えば硫酸
バリウム（屈折率：1.51）、マグネシア（屈折
率：1.8）、チタニア（屈折率：2.6）などを有利
に使用できる。微粉体には、必要に応じ反射拡散
光に任意の色彩を与えるために、ZnS（青緑）を
混合したり或はEu₂O₃（赤）、Tb₂O₃（緑）を熱拡
散によつて混入（例えばマグネシア、チタニアの
場合）することができる。微粉体をロツド１に対
し付着するための手段としては、例えば微粉体を
シリコーン樹脂のような耐光性透明バインダーを
用いて付着するような手段、微粉体が分散混入さ
れたシリコーン樹脂成形材をシリコーン樹脂系の
透明接着剤を用いて接着する手段などを採用でき
る。いずれにしてもシリコーン樹脂を用いること
により、耐光性、耐熱性及び透明性が得られ、し
かもその適度な弾性により、ロツド１と熱膨張率
の差が存するにもかかわらず良好な接着が得られ
る。拡散縞２はロツド１に対し、軸線方向に連続
又は断続して形成され、直線状、曲線状及びスパ
イラル状などの形状は任意であり、図には直線状
の場合が示されている。拡散縞２の肉厚は、これ
があまりに薄いと透過ロスを生ずる虞れがあるの
で、少なくとも0.1mm以上の肉厚に形成すること
が有利である。拡散縞２の巾は、入射光量やロツ
ド１の直径、長さ（照明ライン長さ）などによつ
て適宜決定される。一般的にいつて拡散縞２の巾
が大きくなると、照明光の明るさは増す反面、照
明ラインの長さが短かくなり、逆に小さくなる
と、照明ラインの長さは増大するが、照明光の明
るさは減退するので、その巾は照明具の用途、目
的などによつて適宜決定すればよい。拡散縞２の
巾を一定とした場合、照明光の明るさは、入射端
からの距離に対して指数函数的に減少するので、
このような減少を補正するために、拡散縞２の巾
を入射端側から漸次増大させるような手段を採用
してもよい。またロツド１の出射端側の端面に反
射鏡部３を形成しておいて、出射端まで至つた伝
送光を入射端側に向けて反射するような手段を採
用することによつても、このような減少をある程
度補正できる。拡散縞２の巾は、先に述べたよう
にロツドの長さ、直径、入射光量、及び照明具の
用途、目的などによつて変るが、通常0.5〜3.0
mm、有利には1.5〜2.5mm程度である。

ロツド１における拡散縞２に臨む外周面には、
特定波長の光を選択的に透過させる彩色用透光性
膜８が備えられている。この透光性膜８は、第３
図に示すように高屈折率層８０と低屈折率層８１
とを交互に配した誘電体多層膜であり、各高屈折
率層及び低屈折率層の厚さｔは、実質上Nt＝
λ／４＋nλとなるように決められている。ここ
でλは透過させて得ようとする彩色光の補色をな
す光の波長、ｎは０又は正の整数であり、通常は
０又は１とされる。またＮは各層の屈折率であ
る。層数は高屈折率層及び低屈折率層の一対を一
層として、５乃至６層とするのが望ましい。これ
により少いと透過させる波長帯域が狭く、後述す
る視角による色調の変化が緩やかとなり、これよ
り多くなると透過波長帯域が広くなつて白色に近
くなり適切な色調が得られず、又高価となる。高
屈折率層に用いる材料は、屈折率が２ないし2.6
程度のものが望ましく、例えばチタニア、セリ
ア、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化スズ等が挙げら
れる。低屈折率層に用いる材料は、屈折率が1.3
ないし1.5程度のものが望ましく、例えばフツ化
アルミニウム、フツ化マグネシウム、フツ化リチ
ウム、フツ化ナトリウム、シリカが挙げられる。
ロツド１外周面へのこれらの層の形成は、蒸着、
スパツタ、光CVD法等、通常用いられる方法に
より行なうことができる。

透明保護筒４が光伝送用ロツド１の外周面を周
隙５を存して覆うように備えられ、周隙５の両端
はシーリング部材６によりシールされるのが望ま
しい。このシールにより周隙５内への雨水の浸入
や粉塵などの汚染物質の浸入を防止でき、ロツド
１の外周面をいつでも清浄に保持できる。保護筒
４としては透明で且つ耐光性と適度の機械的強度
を有するものであればよく、例えば透明ガラス製
や弗素樹脂製のものを有利に使用できる。

第４図に該照明具の一使用状況が概略的に示さ
れている。第４図から明かなように、その使用に
際しては、光源ａよりの光が、光学系例えば反射
鏡ｂによつて集光されつつ、ロツド１の入射端面
よりその内部に入射され、入射された光はロツド
１内で全反射を繰返しながら軸線方向へ伝送され
る。

光源ａとしては種々のものが使用できるが、ロ
ツド径を小さくしうる点で、点光源に近いものを
用いるのが望ましく、例えばタングステンラン
プ、ハロゲンランプ、キセノンランプが挙げられ
る。彩色の自由度を大きくする上で巾広い波長成
分を含む光源が望ましく、ナトリウムランプ、水
銀ランプは波長成分の偏りから彩色に制限を伴
う。このロツド１の外周面には軸線方向に沿つ
て、高屈折率の微粉体からなる拡散縞２が形成さ
れているので、ロツド１内を伝送される光は、伝
送中に拡散縞２によりロツド１内に拡散反射さ
れ、更にロツド１のレンズ作用により拡散縞２と
反対方向に指向性をもつて放出される。第４図に
於て矢符７は光の放出方向を示す。

第５図はロツド１のレンズ作用を示す原理説明
図であり、拡散縞２より拡散反射された光のう
ち、±40゜程度の拡散角度範囲のものは、ロツドの
レンズ作用により角度を滅じて縞２と反対方向に
放出され、照明光となる。尚拡散角度±40゜を超
えるような拡散光は、ロツド１内で全反射を繰返
し、再度縞２により拡散反射されてロツド１外に
放出されるものと考えられる。

このようにロツド１内を伝送される光はその伝
送途中に於て順次拡散縞２によりそのラインに沿
つて且つ反対方向に指向性をもつて放出されて行
き、照射光として機能するに至る。

第６図はロツド１の軸線方向の照射光（ロツド
より放出された光）の明るさ分布と指向性を示す
円座標である。

但し ロツド材質：石英ガラス 〃 径 ：10mmφ 〃 長さ：２ｍ 拡散縞材質：チタニア微粉体 〃 巾 ：２mm（均一） バインダー：透明シリコーンゴム 光源の種類：ハロゲンランプ（50W） 光源の入射角：30゜ 指向性を示す目的から、彩色用透光性膜は備えら
れていない。

第６図に於て、実線図は入射端より10cmの距離
での測定結果を、また破線図は同170cmの距離で
の測定結果を示し、前者はロツドから10cmの距離
において最大約400ルクス、また後者は同じく10
cmの距離において約225ルクスの明るさを有し、
入射端より170cmの距離で明るさが約56％に減少
した。出射端側の端面に反射鏡部３を設けたとこ
ろ、後者の明るさは、約340ルクスとなり、50％
程度明るくなつた。このときの明るさ分布を第７
図に示す。実線及び破線は前述と同様の測定位置
での結果を表わす。また指向性は前者及び後者と
もに±20゜程度であり、拡散縞２からの光は、ロ
ツドのレンズ作用により指向性が与えられている
ことが確認された。

このように指向性をもつてロツド１から放出さ
れた光は、彩色用透光性膜８を通過することとな
るが、該膜８は前述の如く形成された多層膜とな
つているため、特定波長の光は該膜８により反射
せしめられて透過率が低下し、該波長の光と補色
関係にある色彩の光が透過光として得られる。こ
のようにして反射された波長域の光はさらにロツ
ド１中を進行し続けるため、ロツドを長くしてこ
れらの光を放出させること等により損失少なく効
率のよい照明が可能となる。第８図は、チタニア
からなる高屈折率層とシリカからなる低屈折率層
とを各々５層積層し最外層に調整層を設けた多層
膜を彩色用透光性膜８としたときの光の波長と透
過率との関係を示している。この例では垂直入射
に対して図のように0.6μｍ〜0.75μｍ（赤色域）
において透過率が低下し、その補色である緑ない
し青色の彩色光が得られた。

本発明照明具を発光体として使用する場合も、
前述の例と同様の構成とすることができるが、ロ
ツドの径は必要に応じて適宜決めることができ
る。この発光体は、透明なロツドから彩色光が発
する点で、優れた装飾性、注意喚起性を備えるこ
とができる。また、誘電体多層膜を構成する各層
の厚さや層数をロツド長手方向や周方向において
場所により異ならせることにより、異なる色彩や
色調を得ることができる。各層の厚さをロツド周
方向に異ならせるには、例えばロツドを静止させ
た状態で一定の方向から蒸着、スパツタ等を行な
えばよい。さらに、出射光はロツド半径方向に対
し斜めに出射する光を含んでおり、この斜出射光
はロツド上の層の厚さが同じであつても傾斜度合
によつて該層通過時の光路長が異なるので、該傾
斜度合に応じて異なる色彩を帯びる。したがつて
ロツドを発光体として使用した場合は、ロツド周
方向における中央部と周辺部とで異なる色調を認
識することとなり、見る角度を変えることにより
認識する色調がさらに変化し、いつそう優れた装
飾性、注意喚起性が得られる。ロツド上に均一な
厚さで各層を形成するには、例えばロツドを軸線
まわりに揺動させながら一定方向から蒸着、スパ
ツタ等を行なえばよい。

以上の例においては、彩色用透光性膜として誘
電体多層膜を用いたものについて説明したが、該
透光性膜を金属薄膜により形成することもでき
る。これは金属薄膜が短波長光を透過させること
を利用するもので、例えば金では緑色、銅では赤
色の透過光が得られる。またセレン、硫化カドミ
ウム、一酸化シリコン等短波長光を吸収する物質
からなる膜と組合わせて色調を変え、加えて酸化
防止等金属膜の保護をなすことができる。このよ
うにして得られた彩色用透光性膜は、誘電体多層
膜の如き多色性が得られず、吸収を伴うので照明
効率は低下するが、例えば１回乃至わずかな回数
の蒸着で得られるというように容易に且つ安価に
得ることができる。

さらに、彩色用透光性膜を誘電体多層膜及び金
属薄膜の組合わせにより形成し、より多彩な彩色
照明を行なうことも可能である。

尚本発明照明具は、以上の図に示されるように
光源から直接的に光の入射を受ける場合の他に、
例えば特願昭58−41186号にみられるような光伝
送材その他公知の各種光伝送材を経由して光の入
射を受けるようにしてもよい。また照明具の途中
には接続手段を適用してもよく、この接続には、
保護筒の外側に熱収縮性の耐光性透明チユーブを
用いることができる。

光伝送ロツドとしては、断面が前述の如き円形
のものの他、楕円形等、前述の如きレンズ作用に
より指向性をもつて光を放出しうるものを使用で
きる。また指向性が緩やかであつてよい場合は三
角形、多角形等のロツドとし、プリズム作用によ
り指向性をもつて光を放出させることもできる。

発明の効果 以上から明らかなように本発明によれば次のよ
うな効果を奏しうる照明具を提供することができ
る。すなわち、光伝送ロツドにより光を伝送しつ
つ光拡散部における拡散により照明光が得られ、
光源と光放出部分とも分離できるので、発熱は問
題とならない程度に抑えられ、水分による絶縁不
良等の影響を受けない。照明光は彩色用透光性膜
を経て彩色され、しかも視覚上、光伝送ロツドで
ある透明体から発せられるように認識されるので
装飾性、注意喚起性に優れている。また指向性を
伴つた照明が可能となり、照射光の直視を遮るた
めの笠等の遮光部材が不要となる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に関するもので、第１図は照明具の
１例の一部を断面で示す正面図、第２図はその横
断面図、第３図は光伝送用ロツド及び彩色用透光
性膜部の一部を拡大して示す縦断正面図、第４図
は使用状態を概略的に示す斜面図、第５図は光放
出状態の説明図、第６図は前記照明具のロツド軸
線に垂直な面における明るさ分布を示すグラフ、
第７図はロツドにおける光入射側と反対側の端面
に反射鏡を配した例における同様のグラフ、第８
図は彩色用透光性膜の光透過率を示すグラフであ
る。 １……光伝送ロツド、２……光拡散部（拡散
縞）、８……彩色用透光性膜、８０……高屈折率
層、８１……低屈折率層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端から入射した光を他端方へ伝送しうる光
   伝送ロツドと、該光伝送ロツドの外周面に該ロツ
   ド軸線方向に連続して又は断続して高屈折率微粉
   体を付着し形成された光拡散部と、前記光伝送ロ
   ツドにおける該光拡散部に臨む外周面に付着され
   特定波長の光を選択的に透過させる彩色用透光性
   膜とを備えたことを特徴とする彩色照明具。 ２ 前記光伝送ロツドが、光入射側とは反対側の
   端面に光伝送方向に臨む反射鏡を備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の彩色
   照明具。 ３ 前記彩色用透光性膜が、高屈折率層と低屈折
   率層とを交互に配した誘電体多層膜を備えてお
   り、前記各高屈折率層及び低屈折率層の厚さｔ
   は、実質上 Nt＝λ／４＋nλ （λは得ようとする彩色光の補色をなす光の波
   長、 ｎは０又は正の整数、 Ｎは各層の屈折率） となるように定められて前記透光性膜が特定波長
   の光を選択的に透過させるようにされていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の彩色照明具。 ４ 前記彩色用透光性膜が特定波長の光を選択的
   に透過させうる金属薄膜を備えていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
   に記載の彩色照明具。