光ファイバ照明装置

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F21 照明

【発明の名称】	光ファイバ照明装置
【発明者】	【氏名】竹内純一【氏名】寺岡和哉【氏名】豊久将三
【要約】	【課題】照明装置の配置とは無関係に、照射光の方向、光度、照射範囲を簡便に調節可能にする光ファイバ照明装置を提供する。【解決手段】離れた配置からの回動伝達可能の、ブラケット角度設定手段２３によるＸ軸回りの揺動、本体角度設定手段４１によるＹ軸回りの揺動、及び出射筒移動手段６９の回転による出射筒光軸方向移動で、光ファイバ１７の出射端からの照射光の方向、光度、照射範囲を変更する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】光ファイバを用いた照明装置であって、支持体に固定されるフレームと、このフレームにＸ軸を中心として揺動自在に支持されるブラケットと、前記Ｘ軸に直交するＹ軸を中心として揺動自在に前記ブラケットに支持される照明具本体と、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸の交点を通り且つ前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直交する直線上で前記照明具本体に取り付けられる光ファイバの光出射端と、前記フレームに支持される前記Ｘ軸端部に配置されてこのフレームに対する前記ブラケットを回転させて相対角度を変更保持可能であるブラケット角度設定手段と、前記ブラケットに支持される前記Ｙ軸端部に配置されてこのブラケットに対する前記照明具本体を回転させて相対角度を変更保持可能である本体角度設定手段とを備える光ファイバ照明装置。
【請求項２】光ファイバを用いた照明装置であって、ねじり剛性を備えた前記光ファイバの出射端と、内部にこの光ファイバの出射端が固定されて外周には雄ねじが周方向に切られる出射筒と、この出射筒の雄ねじに螺合する雌ねじが内周方向に切られ外周には歯車が形成される外嵌部材と、この外嵌部材を前記光ファイバ光軸方向には移動不可でその光軸を中心として回動可能に支持し且つ前記出射筒からの出射光を通過させる光学系又は光通過穴を備える照明具本体と、この照明具本体に保持されて前記外嵌部材の歯車と噛合する歯車が形成され且つその回転によって前記出射筒を前記照明具本体に対して光軸方向に移動可能とする出射筒移動手段とを備える光ファイバ照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光ファイバを用いて出射端から被照射体へ光を照射する光ファイバ照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、少ない損失で軸方向へ光を伝搬させるという特性を有しており、このような光ファイバの特性を利用して光源からの光を導光させ、出射端から被照射体へ照射する光ファイバ照明装置が考案されている。
【０００３】このような光ファイバ照明装置では、従来から特定の方向に光を出射させたり、出射される光の光度や照射範囲を調整することが行われている。これらは、例えば、これらは、光ファイバの出射端を固定するための器具を用いたり、出射端に別途レンズやフィルタを付け加えるものである。更には、一つの光源を用い、この光源からの光を複数の光ファイバを用いて分配するものや、光源から出射端までの光伝送路を自在に屈曲させる照明装置がある。
【０００４】ここで、雰囲気環境や照明強度（特に紫外線）が厳格に保たれなければならない絵画、重要保存展示物等は、温湿度、照射光による影響を極力少なくするために展示ケースに収容され、外部環境と遮断されることが多い。このような展示ケースに、光ファイバ照明装置を用いれば、光源を展示雰囲気外に設けるとともに、光ファイバの出射端のみを展示雰囲気内に設けることで、被照射体を昇温させることなく、しかも、被照射体細部への複数箇所からの照明を可能にして、高い照明演出効果を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の光ファイバ照明装置は、光ファイバの出射端が単に展示雰囲気内に設けられるのみであったため、照射光の方向、光度や照射範囲を変更するには、内部が一定環境に保たれている展示ケースを開放し、光ファイバの出射端を直接手動により設定し直すか、或いは他の機器や部品への交換を行わなければならず、展示雰囲気環境を悪化させるとともに、展示品を破壊する可能性もあり、調整作業にも多くの労力が必要となった。また、光ファイバ照明装置の出射端が、高所に設けられた場合等においても、調整の都度、踏み台を用いて手動により設定のし直しや、他部品への交換を行わなければならず、この場合においても調整作業に多くの労力が必要となった。本発明の目的は、上記問題点を解決することであり、光ファイバの出射端を離れた位置でも操作可能とし、照射光の方向、光度、照射範囲を簡便に調節可能にすることができる光ファイバ照明装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、■光ファイバを用いた照明装置であって、支持体に固定されるフレームと、このフレームにＸ軸を中心として揺動自在に支持されるブラケットと、Ｘ軸に直交するＹ軸を中心として揺動自在にブラケットに支持される照明具本体と、Ｘ軸とＹ軸の交点を通り且つＸ軸とＹ軸に直交する直線上で照明具本体に取り付けられる光ファイバの光出射端と、フレームに支持されるＸ軸端部に配置されてこのフレームに対するブラケットを回転させて相対角度を変更保持可能であるブラケット角度設定手段と、ブラケットに支持されるＹ軸端部に配置されてこのブラケットに対する照明具本体を回転させて相対角度を変更保持可能である本体角度設定手段とを備える構成としている。
【０００７】上記■の光ファイバ照明装置では、ブラケット角度設定手段によるＸ軸回りのブラケット揺動及び本体角度設定手段によるＹ軸回りの本体揺動により、ブラケットがＸ軸を介してフレームに対して揺動され、照明具本体がＹ軸を介してブラケットに対して揺動され、その結果、照明具本体に取り付けられた光ファイバの出射端が、Ｘ軸、Ｙ軸回りに揺動自在となり、照射角度設定の実行が容易となっている。そして、例えば、ブラケット角度設定手段及び本体角度設定手段として、展示ケース等において照明具本体と離れた外部に面した位置に調整ツマミと、Ｘ軸端部又はＹ軸端部にこのツマミの回転を伝えるフレキシブルシャフトや継ぎ手リンク機構等とを設けることができる。また、ブラケット角度設定手段及び本体角度設定手段の角度保持機能としては、ウォーム歯車を利用することが可能である。このような構成のブラケット角度設定手段又は本体角度設定手段によって、照明具本体からの照射光の方向が遠隔操作可能になる。
【０００８】また、上記目的を達成するため、本発明は、■光ファイバを用いた照明装置であって、光ファイバの出射端と、内部にこの光ファイバの出射端が固定されて外周には雄ねじが周方向に切られる出射筒と、この出射筒の雄ねじに螺合する雌ねじが内周方向に切られ外周には歯車が形成される外嵌部材と、この外嵌部材を光ファイバ光軸方向には移動不可でその光軸を中心として回動可能に支持し且つ出射筒からの出射光を通過させる光学系又は光通過穴を備える照明具本体と、この照明具本体に保持されて外嵌部材の歯車と噛合する歯車を形成され且つその回転によって出射筒を照明具本体に対して光軸方向に移動可能とする出射筒移動手段とを備える構成としている。
【０００９】上記■の光ファイバ照明装置では、出射筒移動手段の回転により外嵌部材が出射筒の回りで回転する。この時、光ファイバ自身のねじり剛性により照明具本体に対する光ファイバの相対的回転は規制されるので、出射筒は外嵌部材の回転により光軸方向へ移動する。ファイバを保持している出射筒が照明具本体に対して光軸方向に移動されることで、出射筒からの出射光を通過させる照明具本体の光学系又は光通過穴と光ファイバとの距離を変更できる。従って、照明具本体から照射される照射光の照射範囲を容易に調整することができる。また、出射筒移動手段は、例えば、展示ケース等の場合、照明具本体と離れた外部に面した位置に調整ツマミと、外嵌部材に噛合される歯車へこのツマミの回転を伝えるフレキシブルシャフトや継ぎ手リンク機構等により構成することができる。なお、上記■と■の構成は、それぞれ単独で光ファイバ照明装置としているが、それぞれの構成を含む光ファイバ照明装置とすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の光ファイバ照明装置を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る実施の形態の光ファイバ照明装置の外観側面図、図２は図１のＡ－Ａ矢視図、図３は図２のＢ－Ｂ矢視図、図４は図１の光ファイバ照明装置が上部に複数設けられた展示ケースの外観斜視図である。
【００１１】図４に示す展示ショーケース１の天板３は図１に示すフレーム５が固定される支持体となっている。フレーム５は、本実施の形態のように、天板３と別体で形成される他、天板３と一体に形成されるものであってもよい。次ぎに、図１を基に説明する。フレーム５は、例えば板金により折曲された天面板５ａ、垂直板５ｂ、軸受板５ｃ、５ｄとからなる。天面板５ａには、後述の照明具本体を露出させる開口部７が穿設されている。この開口形状は照明具本体の形状によるところが大きいが、一般的には円形である。
【００１２】垂直板５ｂにはＸ軸９が揺動自在に軸支され、フレーム５の内側には、略コ字状に折曲されて両腕部１１ａ、１１ｂと中間部１１ｃとからなるブラケット１１が配置され、Ｘ軸９の一端部にこのブラケット１１の中間部１１ｃが固定されている。従って、ブラケット１１は、フレーム５に対してＸ軸９を中心に揺動自在の構成である。ブラケット１１の両腕部１１ａ、１１ｂには、Ｘ軸９と直交方向のＹ軸１３が揺動自在に軸支され、両腕部１１ａ、１１ｂで照明具本体１５がＹ軸１３に固定支持され、従って照明具本体１５がブラケット１１に対してＹ軸１３を中心に揺動自在となっている。つまり、照明具本体１５は、フレーム５に対してＸ軸９、Ｙ軸１３の双方を中心に揺動自在となっている。
【００１３】照明具本体１５には、Ｘ軸９とＹ軸１３の交点ＣＰを通り且つＸ軸９とＹ軸１３に直交する直線ＣＬに中心軸を一致させて光ファイバ１７の出射端１９が取り付けられている。光ファイバ１７は、基端が図４に示す光源２１に接続されることで、光源２１からの光を導き出射端１９から出射するようになっている。
【００１４】Ｘ軸９の端部には、ブラケット角度設定手段２３の先端が接続されている。このブラケット角度設定手段２３は、Ｘ軸９に固定される歯車２５と、この歯車２５に噛合するウォーム２７と、一端にこのウォーム２７を固定して他端に傘歯車２９を固定したシャフト３１と、この傘歯車２９に噛合する傘歯車３３と、一端にこの傘歯車３３を固定して他端にダイヤルツマミ３５ａを固定したシャフト３７とから概略構成される。このうち、シャフト３１、シャフト３７は、軸受板５ｃ、５ｄに回動自在に支持される。また、シャフト３７の基端は、図４に示す展示ショーケース１の上部側板３９に回動自在に支持される。ダイヤルツマミ３５ａは、上部側板３９から外部へ突出されたシャフト３７の基端に取り付けられ、展示ショーケース１の外部に露出している。
【００１５】一方、図２から分かるように、ブラケット１１の一方の腕部１１ａのＹ軸端部には、本体角度設定手段４１の先端が接続されている。本体角度設定手段４１は、外周にねじ部４３ａの形成されたスクリューシャフト４３と、スクリューシャフト４３のねじ部４３ａに螺合される送りナット４５と、送りナット４５の側面に直線ＣＬと同方向に形成されたスリット４７と、照明具本体１５に突設されこのスリット４７に係合する突起４９と、スクリューシャフト４３の基端に自在継ぎ手５１ａを介して接続される溝付軸５３ａと、一端が溝付軸５３ａの他端に嵌合される溝付パイプ５５と、一端が溝付パイプ５５の他端に嵌合され他端に自在継ぎ手５１ｂが設けられた溝付軸５３ｂと、一端が自在継ぎ手５１ｂに接続され他端にダイヤルツマミ３５ｂを固定したシャフト５７とから概略構成される。
【００１６】このうち、スクリューシャフト４３は、腕部１１ａに回動自在に支持され、フレーム５の垂直板５ｂの開口部５ｅを通って本体角度設定手段４１と接続している。送りナット４５は、照明具本体１５に側面を当接することで回動が規制され、スクリューシャフト４３の回転によりスクリューシャフト４３の長手方向に移動する。溝付軸５３ａと溝付軸５３ｂは、溝付パイプ５５を介して接続されることで、相対回転不能に且つシャフトとしては伸縮可能に接続されている。ダイヤルツマミ３５ｂは、上部側板３９から外部へ突出されたシャフト５７の基端に取り付けられ、展示ショーケース１の外部に露出している。
【００１７】次ぎに図３から分かるように照明具本体１５には、光軸方向に移動自在な出射筒６１が取り付けられる。出射筒６１は、内部に上述した光ファイバ１７の出射端１９を固定している。また、出射筒６１の外周には周方向の雄ねじ６３が形成されている。この出射筒６１は光ファイバ１７の捻れ剛性により回転が規制される。照明具本体１５には更に外嵌部材６７が収容され、外嵌部材６７は光軸方向に移動不可で回動は自在に照明具本体１５に支持される。この外嵌部材６７の内方には雌ねじ６５が形成され、雌ねじ６５は出射筒６１の雄ねじ６３に螺合している。
【００１８】照明具本体１５に回動自在に設けられた外嵌部材６７には、出射筒移動手段６９が接続されている。出射筒移動手段６９は、外嵌部材６７の外周に固定された歯車６８に噛合する歯車７１と、この歯車７１の固定軸７３に接続具７５を介して先端が固定されるフレキシブルシャフト７７と、フレキシブルシャフト７７の基端に固定されるダイヤルツマミ３５ｃとから概略構成される。
【００１９】このうち、フレキシブルシャフト７７は可撓性を有し、自在に折曲された状態で、基端に入力された回転を先端に伝達できるようになっている。ダイヤルツマミ３５ｃは、上部側板３９から外部へ突出されたフレキシブルシャフト７７の基端に取り付けられ、展示ショーケース１の外部に露出している。
【００２０】出射筒６１は、照明具本体１５を直線ＣＬ方向に貫通する収容穴（光通過穴）８１内に挿嵌されている。この実施の形態では、出射端１９の中心と直線ＣＬとが一致するように、出射筒６１が収容穴８１に配置される。出射筒６１の先端には、出射端１９からの出射光を収束する第一レンズ８３が設けられている。また、収容穴８１の先端にも、出射筒６１の先端に対向して、第一レンズ８３と同一光軸上の第二レンズ８５が設けられている。
【００２１】このようにして構成された光ファイバ照明装置９１は、例えば図４に示すように、例えば展示ショーケース１の上部に、複数個（図示の例では四つ）が設けられる。
【００２２】次に、このように構成された光ファイバ照明装置９１の作用を説明する。展示ショーケース１の扉が閉鎖された状態で、展示物９３に対する照明光の方向を変更するには、ブラケット角度設定手段２３のダイヤルツマミ３５ａ及び本体角度設定手段４１のダイヤルツマミ３５ｂを回動する。ダイヤルツマミ３５ａが回動されるとシャフト３７が回動され、傘歯車３３、傘歯車２９を介してシャフト３１が回動される。シャフト３１が回動されると、ウォーム２７が回動され、ウォーム２７に噛合している歯車２５を介してＸ軸９が回動される。これにより、ブラケット１１は、Ｘ軸９を回動中心に揺動されると共に、所望の位置を保持することができる。
【００２３】この時、ブラケット１１の一方の腕部１１ａで保持されているスクリューシャフト４３はブラケット１１と共に揺動するので、フレーム５の垂直板５ｂに備えられた開口部５ｅの形状は、スクリューシャフト４３の揺動の妨げにならないことが重要であり、ブラケット１１の揺動と同じ軌跡である円弧状の開口となっている。この円弧の長さを特定することにより装置としての限界を示すために意図的に制限を加えることもできる。
【００２４】次ぎに、ダイヤルツマミ３５ｂが回動されると、シャフト５７、自在継ぎ手５１ｂ、溝付軸５３ｂ、溝付パイプ５５、溝付軸５３ａ、自在継ぎ手５１ａを介してスクリューシャフト４３が回動される。スクリューシャフト４３が回動されると、回動の規制された送りナット４５がスクリューシャフト４３の軸方向に移動される。これにより、送りナット４５のスリット４７に係合している突起４９を介して照明具本体１５にモーメントが加えられ、照明具本体１５がＹ軸１３を回動中心に揺動される。ここで、突起４９は照明具本体１５と同様に円弧状の揺動であり、送りナット４５は直線上の動きであるが、突起４９に対してスリット４７の溝方向の移動制限はないので、十分にスムーズな移動を実現できる。
【００２５】また、展示ショーケース１の扉が閉鎖された状態で、照明光の光度、照射範囲を変更するには、出射筒移動手段６９のダイヤルツマミ３５ｃを回動する。ダイヤルツマミ３５ｃが回動されると、フレキシブルシャフト７７が回動され、フレキシブルシャフト７７の先端に接続された歯車７１が回動される。歯車７１が回動されると、これに噛合している外嵌部材６７が回動される。外嵌部材６７は、軸方向の移動が規制され、また、出射筒６１は回転が規制されていることから、外嵌部材６７と螺合している出射筒６１は、外嵌部材６７が回動されることにより、軸方向に移動することになる。これにより、出射筒６１の第一レンズ８３と、第二レンズ８５との距離が変化し、第一レンズ８３から出射される照明光の光度、照射範囲が可変されることになる。
【００２６】このように、光ファイバ照明装置９１では、照明具本体１５と離れた位置に配置されるダイヤルツマミ３５ａ、３５ｂ、３５ｃが回動されることで、展示ショーケース１の扉を開放せずに、ブラケット１１、照明具本体１５を揺動させて、照明光の方向を変えることができるとともに、出射筒６１を軸方向に移動させて、照明光の光度、照射範囲を変えることができる。
【００２７】なお、上述の実施の形態では、光ファイバ照明装置９１が展示ショーケース１に設けられる場合を例に説明したが、本発明の光ファイバ照明装置は、この他にも、例えば高所に設けられる照明装置にも好適に用いられ、高所以外でも遠隔操作が必要となる照明装置には特に好適である。
【００２８】また、上述の実施の形態では、第一レンズ８３、第二レンズ８５を設ける場合を例に説明したが、出射端１９から出射される光が拡散光であれば、これら第一レンズ８３、第二レンズ８５を省略し、単に収容穴８１の周縁で光束の外周を遮断することによっても、照射範囲を変えることができる。また、本実施形態では、各ダイヤルツマミ３５ａ、３５ｂ、３５ｃから照明具本体１５への回動伝達をなるべく近接した同じ方向から行うため、スクリューシャフト４３を垂直板５ｂに備えられた開口部５ｅを通す構成としているが、スクリューシャフト４３への回転付与方向は傘歯歯車等により、変更可能であり、また、フレキシブルシャフトを利用することもでき、開口部５ｅを設けない構成も可能である。
【００２９】更に、上述の実施の形態では、ブラケット角度設定手段２３、出射筒移動手段６９、出射筒移動手段６９をそれぞれ異なる構造（フレキシブルシャフト、継ぎ手、ギヤ伝達）のものとして説明したが、これらブラケット角度設定手段２３、出射筒移動手段６９、出射筒移動手段６９は、いずれも基端のダイヤルツマミ３５ａ、３５ｂ、３５ｃを回転することにより、先端に回転力を伝達する回動力伝達手段であるため、いずれか一つの構造に統一して全てを構成するものであってもよい。また、ブラケット角度設定手段２３、出射筒移動手段６９、出射筒移動手段６９には、それぞれの回動に電動モータを取付けて電気信号による制御を実施することもできる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係る光ファイバ照明装置によれば、光ファイバの出射端から離れた位置でも操作可能とし、照明装置の配置とは無関係に、照射光の方向、光度、照射範囲を簡便に調節可能にすることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００００４４【氏名又は名称】旭硝子株式会社
【出願日】	平成１１年７月２９日（１９９９．７．２９）
【代理人】	【識別番号】１０００７３８７４【弁理士】【氏名又は名称】萩野平（外４名）
【公開番号】	特開２００１－４３７０３（Ｐ２００１－４３７０３Ａ）
【公開日】	平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）
【出願番号】	特願平１１－２１５６６８