JPH0229702A - 散光管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＬＬ上夏皿旦光１ 本発明は集光性の高い光を空間分布性の高い光に転換さ
せる散光管に関し、この散光管は、例えば太陽光が光伝
送路により送られて利用される分野、すなわち海洋牧場
、野菜工場８人口飼育室。

病院、都市マンション等の太陽光利用システムにおいて
、光導管の光出射端部に接続して利用され、また、人工
光が光伝送路により送られて利用される分野、すなわち
危険物０庫、坑道、化学プラント、パイプライン、水中
照明、油中照明、危険作業手許照明等において、光導管
の光出射端部に接続し、もしくはランプハウスに直接接
続して利用される。

ｉ釆韮Ｉ 近年、光を任意の経路に沿って長距離伝送するために、
光ファイバが利用されている。しかしこの光ファイバで
伝送される光は集光性もしくは指向性の強いスポット性
の光であるため、例えば医療川内視鏡もしくは光通信用
としては適しているが、これを一般照明用として利用す
るには難点がある。

前記したような各分野ならびに一般家庭、工場。

研究室もしくは宣伝媒体等における照明用としては、高
ＨＭＩで空間分布性の高い均質な散乱光が求められ、か
つ照明用光源としてはできるだけ小型。

薄型のものが要求される。

このような照明用光源としては、従来、電灯ちしくは蛍
光灯が用いられていた。しかしこれらは物理的外力に弱
い事、引火源になり得る事１発熱する事等のために、利
用範囲が限定され、または特別の防護装置を必要とする
。

屈折率の異なる被覆材とコア材とから成る所謂クラッド
型の光ファイバの一部の被覆材を除去すれば、その部分
から光を取出すことができる。しかしこのようにして光
ファイバから取出せる光量は僅かなものであり、この僅
かな採光量を集合化して実用的な光量の、均質性に優れ
た照明手段とするには、複雑な作業を必要とする。

被覆材と該被覆材よりも高い屈折率を有する透明性コア
材とから構成された棒状体または板状体において、被覆
材とコア材との界面を適度の粗面として散乱機能を付与
することにより、その壁面から光を取出すことができ、
あるいは、棒状もしくは板状のアクリル材の表面を適度
に粗面化することにより、アクリル材内を伝播中の光を
外部に取出すことができ、このようにして散光管もしく
はフラットパネルライトを作成することも可能である。

しかしこのようにして作成された照明装置は、これから
発する光の輝度が比較的低いとともに均質性に欠け、か
つ製作に際して多くの困難がともなう。その上、製作法
の多くの困難を克服しても、なおかつ小面積の照明法に
応用Ｂ限定される状況である。

値火見大立立ユｍ 従って本発明は、集光性もしくは指向性の高い光を空間
分布性の高い光に効率良く変換でき、かつ照明用どして
充分な先部が得られる小望、筒中かつ安１賃な光源装置
を提供しようとするものである。

さらに本発明は上記のような光源装置を容易に製造でき
る￥Ｊ造方法を提供しようとするものである。

課　を　　覆るための　　および このため、本発明の散光管は、内径がほぼ２　ｎｒｍ以
上の管状被覆材の内部に、該被覆材よりも高い屈折率を
有する透明性で固体状またはゲル状のコア材を設けて形
成された光導管の周面の所要部分に、前記被覆材を除去
して形成した散光窓を設けて構成されている。

航記光導管は屈折率の小さな被覆材と屈折率の大きなコ
ア材とによって形成されているので、該光導管の一端部
においてコア材内に入射した光の少くとも大部分は、被
覆材とコア材との界面において全反射し、被覆材に吸収
されたりあるいは被覆材の周面から外部へ放散すること
なく、光導管内を進行する。すなわち上記光は光導管の
他端部まで減衰することな（達する。しかしてこの光導
管の所要部分、例えば前記他端部近傍の該光導管内の光
を照明に利用しようとする部分には、前記被覆材を除去
して形成した散光窓が設けられており、この部分におい
ては前記したような被覆材とコア材との屈折率の差によ
る反射が行われないので、露出したコア材表面から前記
散光窓全面にわたって均質な散乱光が取出される。しか
もこの光はここに達するまでにほとんど減衰していない
ので、照明用として充分な輝度を有する。さらにこの散
光管は、被覆材の内径がほぼ２＃以上で、かムリの太さ
を有しているので、実用レベルの光量を取出すことがで
きる。

このような本発明による散光管は、前記管状被１材の内
部に液状の硬化性コア材を充填した後、これを硬化させ
、次いで前記被覆材に前記散光窓を加工することにより
、極めて容易に製造することができる。

支−態一贋 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図である。こ
の散光管１は、管状被覆材２と、該被覆材２の内部に設
けられ被覆材２よりも高い屈折率を有する透明なコア材
３とから成り、該コア材３内を光が伝送される光導管を
実質的に構成している。被覆材２は、弗素樹脂、シリコ
ン、　ＰＨＭＡ、ボッメチルペンテン等の材料で作られ
ている。これらの材料の屈折率は後述するコア材３の材
料の屈折率より小さいが、被覆材２は必ずしもその肉厚
方向全体にわたって屈折率がコア材３の材料の屈折率よ
り小さい必要はなく、コア材３に接する内壁面の近傍に
おける材料の屈折率がコア材３の材料の屈折率より小さ
ければよい。

コア材３は透明性を有する固体またはゲル状物であり、
例えば石英、各稙ガラス、サフ？イＶ。

透明性アルミナ等の無機物質、ポリカーボネート。

ボリアリレート、　ＰＨＨＡ、ポリスチレン等の熱可塑
性物質等から成る材料で形成してもよい。これらの材料
を使用する場合には、先ずコア材３を成形し、しかる後
このコア材３の周囲に前述の被覆材２を被覆する。

散光管１の基体となるこの光導管はまた、次のようにし
て極めて容易に製造することができる。

すなわち先ず管状の被ｖｌ材２を成形し、この被覆材２
に流動性のコア材３を充填し、次いでこのコア材３を硬
化させる。この場合のコア材３の材料としては、シリコ
ン、ポリウレタン、液状ＳＢＲ。

液状１１Ｒ，液状ＢＲ，エポキシ等の硬化性物質が挙げ
られる。

このようにして形成された光導管から成る散光管１には
、図の左端面から矢印で示すように光が入射し、前述し
たようにしてコア材３内を右方へ進むが、この入射光側
の端部には、コア材３の端面に密式する窓材４が被覆材
２に嵌合固着して設けられている。この窓材４は必ずし
も必要ではないが、散光管１をランプハウス等に直接接
続させて使用する場合に、高温環境に嶌露される入射光
部に耐熱性を付与するため、もしくは劣悪な使用環境か
らコア材３を保護するために設けられる。

窓材４の材質としては、石英、各秒ガラス、サファイ鬼
フ、ポリカーボネート、ポリメヂルベンテン。

ボリアリレート、　ＰＨＨＡ、ポリスチレン等が利用さ
れる。

右端部にも同様な窓材５が設けられているが、この窓材
５には反ＩＦ！６が形成されている。反射膜６はスパッ
ター、Ｍ着、無電解メツキ等の手段により窓材５に直接
金属膜を！！Ｑ置して形成してもよいし、または窓材５
に接して金属筋や鏡面を配して形成してもよい。

被ｍ材２の適所には散光窓７が設けられている。

この散光窓７は被覆材２を切欠いて形成されており、ま
た必要に応じて粗面加工されている。この部分において
はコア材３の周面が外部に露出している。従って該部分
においては前述したような被覆材２とコア材３の屈折率
の差による反射が行われな°いので、コア材３内を通っ
てここに達した光はコア材３の表面から均質な散乱光と
して該散光窓７を通じて外部に放射される。この光は窓
材４に入射した後はとんど減衰していないので、照明用
途に適した充分なｌ！１ｉｒｘを有している。散光窓７
の開口面積を適当に選択することにより、あるいは小さ
な散光窓７を多数均等に分布させて設けることにより所
望の照明に必要な光量を得ることができる。なお、散光
管１から実用レベルの光量を取出せ−るようにするには
、散光管１は成程度の大きさを有しなければならず、こ
の観点から被覆材２の内径を少くとも２ｍ程度にするこ
とが必要である。

被覆材２の内周面従ってまたコア材３の外周面の表面粗
度は散光管１を設ｚ１する上で重要であり、短尺の散光
管を作成する時は該表面粗度を粗くし、長尺の場合は比
較的滑らかにするのがよい。

第１図の実施例においては散光窓７を散光管１の図にお
いて下側にだけ設置ノ、該散光管１から下側にだけ採光
するようにしである。そして採光を必要としない上側に
は、被ｍ材２の外表面上に反射膜８が設けられている。

この反射膜８は前記窓材５の反射膜６と同様にして形成
される。

第２図は本発明の他の実施例を示す。本実施例において
は前記とほぼ同様に構成された散光管１を渦巻状に形成
し、渦巻部分１ｂの四周を側壁９で囲み、該散光管１０
入射光側部分１ａを側壁９から外部に突出させである。

渦巻部分１ｂの内端は第１図の窓材５と同様な窓材でｒ
ｆ１塞され、かつ反射膜６と同様な反射膜が形成されて
いる。また渦巻部分１ｂに沿って前記と同様な散光窓が
多数均等に分布形成されている。そして該渦巻部分１ｂ
の上方は九敗乱ガラス１０で覆われ、下方には５ｉ１１
が配設されている。

入射光側部分１ａから散光管１内に入った光は渦巻部分
１ｂに沿いほとんど減衰することなく該部分の内端まで
達するが、途中、散光窓から均等に放散される。この光
はさらに光散乱ガラス１０により均質性に優れた散乱光
となって該光散乱ガラス１０の全面から放出されるが、
散光窓から充分な輝度および光ωの光が取出されるとと
もに、該散光窓から下方へ向った光も鏡１１によって光
散乱ガラス１０に向けられるので、光散乱ガラス１０か
らは極めて明るい光が発する。すなわち本実施例によれ
ば散光管１を発光素子としたフラットパネルライトが得
られる。

本発明者らは、第２図のフラットパネルライトを次のよ
うに試作してその効果を確認した。先ず内径１０＃１１
．外径１１ｍ、長さ２ｍの弗素樹脂ブーユーブ（東邦化
成（株）　ＰＦＡ樹脂）　（被覆材）に、透明性ＲＴＶ
シリコン（信越化学（株）に１０９）　　（コア材）を
充填し、径１１１Ｍ、長さ５０履の石英’Ｉ！窓材で両
端を封止した。これを１′ｉｊ４間放置した後、被覆材
の一部を切欠いて散光窓を形成した。このようにして得
た散光管を発光素子として、その前面に光散乱ガラスを
、背面に鏡を配し、４０ａ角のフラットパネルライ１−
を作成した。そして散光管の一端よりハロゲンランプ（
１２Ｖ　Ｘ　５０Ｗ　）からの光を尋人したところ、照
度および均質性に優れた光が得られることが確認された
。

兄且五匁課 以上の通り、本発明の散光管は内径がほぼ２　ｔｒｙｒ
以上の管状被覆材の内部に、該被覆材よりも高い屈折率
を有する透明性で固体状またはゲル状のコア材を設けて
形成された光導管の周面の所要部分に、前記被覆材を除
去して形成した散光窓を設けて構成されているので、照
明用として充分な輝度。

均質性および光間を有する光を取出寸ことができ、構造
血中で小型（薄型）かつ安全な照明光源として広く実用
できる。

また、内径がほぼ２ｔｒａ以上の管状被覆材の内部に液
状の硬化性コア材を充填した後、これを硬化さＵ、次い
で前記被覆材に散光窓を加工することにより、上記敗光
管を極めて容易に’１１　ＪＴｈすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る散光管の概略縦断面図
、第２図は同横断面図、第３図は本発明の他の実施例と
してのフラットパネルライトを示す斜視因である。 １・・・散光管、２・・・被ｖＩ！林、３・・・コア材
、４．５・・・窓材、６・〜反射膜、７・・・散光窓、
８・・・反射膜、９・・・側壁、１０・・・光散乱ガラ
ス、１１・・・鏡。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内径がほぼ２ｍｍ以上の管状被覆材の内部に、該
   被覆材よりも高い屈折率を有する透明性で固体状または
   ゲル状のコア材を設けて形成された光導管の周面の所要
   部分に、前記被覆材を除去して形成した散光窓を設けて
   成る散光管。
2. （２）内径がほぼ２ｍｍ以上の管状被覆材の内部に液状
   の硬化性コア材を充填した後、これを硬化させ、次いで
   前記被覆材に散光窓を加工する請求項１に記載の散光管
   の製造方法。