(57)【要約】【課題】複数本の光ファイバにより形成された平面上において、均一な光量の光のデザインが形成できることは勿論のこと、家庭内においても、ユーザー自ら簡単に作製することができる光ファイバ照明装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバ固定部材上に、複数本の光ファイバを平行に配置し、光ファイバの端部に光源を接続し、複数本の光ファイバにより形成された平面上において、先端部が発熱する加熱手段を平面上に押し付けることにより、光ファイバの一部を溶融変形させた任意のデザイン領域を作製する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意のデザイン領域を有する複数本の光ファイバと、上記光ファイバを固定する光ファイバ固定部材と、上記光ファイバの端部に設けられた光源とを備える光ファイバ照明装置であって、
上記光ファイバ固定部材上に、上記複数本の光ファイバが平行に配置され、
上記複数本の光ファイバにより形成された平面上において、先端部が発熱する加熱手段を上記平面上に押し付けることにより、光ファイバの一部を溶融変形させた任意のデザイン領域が作製されていることを特徴とする光ファイバ照明装置。
【請求項２】
前記光ファイバ固定部材は、白色のものであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ照明装置。
【請求項３】
前記光ファイバ固定部材は、シリコーンゴム製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ照明装置。
【請求項４】
前記光ファイバ固定部材は、可視光透過率が１４〜９０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ照明装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、ハンダごてであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバ照明装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、８５〜４００℃の温度に発熱するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバ照明装置。
【請求項７】
前記光ファイバ固定部材は、長手方向の側面に支持線を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバ照明装置。
【請求項８】
光ファイバ固定部材上に、複数本の光ファイバを平行に配置する第１工程と、
上記複数本の光ファイバにより形成された平面上において、先端部が発熱する加熱手段を上記平面上に押し付けることにより、光ファイバの一部を溶融変形させた任意のデザイン領域を作製する第２工程とを有し、
上記第１工程の前、上記第１工程の後、及び、上記第２工程の後のいずれかにおいて、上記光ファイバの端部に光源を接続する工程を有することを特徴とする光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項９】
前記加熱手段の押し付けは、前記光源が発光した状態で行うことを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバ固定部材は、白色のものであることを特徴とする請求項８又は９に記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項１１】
前記光ファイバ固定部材は、シリコーンゴム製であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項１２】
前記光ファイバ固定部材は、可視光透過率が１４〜９０％であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項１３】
前記加熱手段は、ハンダごてであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項１４】
前記加熱手段は、８５〜４００℃の温度に発熱するものであることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【請求項１５】
前記光ファイバ固定部材は、長手方向の側面に支持線を備えることを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載の光ファイバ照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバをシート状に配置させた照明装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数本の光ファイバをシート状に配置させた照明装置としては、互いに略並行する複数本の光ファイバでシートを形成すると共に、シート表面の所定位置に光ファイバのコアに達する光導出口を穿設した面状発光体と、光ファイバの端部に取り付けられ、光ファイバの内部に向けて光を供給する光源部と、光源部の発光を制御する駆動回路とで構成された光ファイバ照明装置が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。このような光ファイバ照明装置によれば、壁や天井などの面に対して美麗な光のデザインを施すことを可能としている。
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、レーザー等によって光導出口を穿設するものであるため、レーザー照射出力が一定の場合には、各光導出口における光量が光源からの距離にしたがって変化してしまうといった問題を有しており、面状発光体における光のデザインを均一に得るためには、光ファイバ上の光導出口の深さを光源からの距離に応じて厳密に制御する必要があった。また、レーザー等を使用するため、レーザー照射装置等の設備が必要となり、ユーザーが光のデザインを簡単に作製することはできないといった問題も有していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５１４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、複数本の光ファイバにより形成された平面上において、均一な光量の光のデザインが形成できることは勿論のこと、家庭内においても、ユーザー自ら簡単に作製することができる光ファイバ照明装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光ファイバ照明装置は、任意のデザイン領域を有する複数本の光ファイバと、上記光ファイバを固定する光ファイバ固定部材と、上記光ファイバの端部に設けられた光源とを備える光ファイバ照明装置であって、上記光ファイバ固定部材上に、上記複数本の光ファイバが平行に配置され、上記複数本の光ファイバにより形成された平面上において、先端部が発熱する加熱手段を上記平面上に押し付けることにより、光ファイバの一部を溶融変形させた任意のデザイン領域が作製されていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の光ファイバ照明装置の製造方法は、光ファイバ固定部材上に、複数本の光ファイバを平行に配置する第１工程と、上記複数本の光ファイバにより形成された平面上において、先端部が発熱する加熱手段を上記平面上に押し付けることにより、光ファイバの一部を溶融変形させた任意のデザイン領域を作製する第２工程とを有し、上記第１工程の前、上記第１工程の後、及び、上記第２工程の後のいずれかにおいて、上記光ファイバの端部に光源を接続する工程を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光ファイバ照明装置によれば、複数本の光ファイバにより形成された平面上において、ハンダごてのような先端部が発熱する加熱手段を上記平面上に押し付けることによって、光ファイバの一部、具体的には、外皮及びクラッド（必要に応じてコアの一部）を溶融変形させ、任意のデザインについて均一な光量で出光させることができる。また、この光ファイバ照明装置は、レーザー照射装置のような設備を必要とせず、ハンダごてのような加熱手段を用いて任意のデザインを作製することができるため、家庭においても、ユーザー自らが簡単に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、図面を用いて本発明の光ファイバ照明装置の実施形態について具体的に説明する。  図１は、本発明の光ファイバ照明装置の一実施形態を示した図である。本発明の光ファイバ照明装置においては、図１に示すように、中心から外側に向けてコア３、クラッド４及び外皮５により構成された光ファイバ１が、光ファイバ固定部材２上に複数本平行に配置されており、これらの光ファイバ１により平面が形成されている。なお、図１には示していないが、光源が光ファイバ１の少なくとも一方の端部に接続されている。また、光源は、交換等のために着脱自在に接続することが好ましい。そして、この光ファイバ１平面上において、ハンダごてのような先端部が発熱する加熱手段を押し付けることによって、外皮５及びクラッド４（必要に応じてコアの一部）が溶融変形されて、コア３内に伝達される光が光ファイバ１の側面に出光し、任意の光のデザインが形成されている。
【００１０】
本発明における光ファイバは、上記のように、コアとクラッドとからなる光ファイバ素線の周囲を樹脂（外皮）で被覆したものであるが、本発明においては外皮及びクラッド（必要に応じてコアの一部）が加熱手段により溶融変形されていることが必須であるため、プラスチック系光ファイバであることが必要である。
【００１１】
また、本発明における光ファイバ固定部材は、複数本の光ファイバを貼着させて固定することができればいずれのものでもよく、例えば、アクリル系粘着材が貼り付けられたアクリル板、光ファイバ上に塗工したシリコーンゴム樹脂シート等が用いられる。さらに、本発明における光ファイバ固定部材は、外皮及びクラッド（必要に応じてコアの一部）を溶融変形させた光ファイバの側面からの出光が光ファイバ固定部材側に回り込んだ場合、この光を反射することができるため、白色のものが好ましい。また、良好な発色及び後述の下書きを透過させるためには、可視光透過率が１４〜９０％であることが好ましく、２５〜６０％であることがさらに好ましい。なお、可視光透過率の測定は、島津ダブルモノクロメータ自記分光光度計ＵＶ−ＶＩＳを用いて行い、測定波長は４００〜８００ｎｍとした。
【００１２】
次に、本発明の光ファイバ照明装置の製造方法の一例を図２（ａ）〜（ｄ）により説明する。
（第１工程）
まず、光ファイバ固定部材２上において、一本の光ファイバ１を定規６に沿わせて直線状に配置させ、これを光ファイバ固定部材２に押し付けて貼着させる。次いで、この貼着させた一本の光ファイバ１に沿わせて、次の光ファイバ１を光ファイバ固定部材２上に配置させ貼着させる。このようにして複数本の光ファイバ１を光ファイバ固定部材２上に貼着させて、複数本の光ファイバ１からなる平面が形成される。なお、光ファイバの配置は、直線状に限らず、曲線状や半円状等にしてもよく、これらを組み合わせてもよい。
【００１３】
また、粘着シート上に、一本の光ファイバを定規に沿わせて直線状に配置、貼着させた後、上記と同様にして、複数本の光ファイバからなる平面を形成し、次いで、光ファイバ平面上において、室温硬化型のシリコーンゴム樹脂等を塗布、硬化させて、光ファイバ固定部材としてもよい。光ファイバ固定部材をシリコーンゴム樹脂から形成する場合、光ファイバ照明装置を柔軟に曲げることができ、３次元的形状に自由に変形させることができる。また、シリコーンゴムは環境耐性に優れ、長期の使用でも劣化しにくいため、屋外においても光ファイバ照明装置を利用することができる。
【００１４】
さらに、光ファイバ固定部材がシリコーンゴム樹脂シートのように、粘着性を有する場合には、光ファイバ照明装置の裏面側に光ファイバ固定部材が配置するため、この光ファイバ固定部材が光ファイバ照明装置を貼り付ける際の粘着層をも兼ねた構成とすることができる。
【００１５】
また、複数本の光ファイバからなる平面を形成した際、光ファイバの両側にエナメル銅線やアルミ線等の支持線を配線し、これらをシリコーンゴム樹脂等で一括被覆して、長手方向の両側部にエナメル銅線等を備えた光ファイバ固定部材とすることもできる。このような構成によれば、エナメル銅線等を折り曲げて光ファイバ照明装置の３次元形状を自由に変形させ、かつその状態を維持させることができ、壁や、柱状の支持体の必要なく、立体的な配置での光ファイバ照明が可能となる。
【００１６】
（第２工程）
次いで、先端部が発熱する加熱手段を用いて、上記の光ファイバ平面上に加熱手段の先端部を押し付けながら移動させることにより、外皮及びクラッド（必要に応じてコアの一部）を溶解変形させ、任意のデザイン領域を形成する。この加熱手段としては、ハンダごてが挙げられ、特に、外皮及びクラッド（必要に応じてコアの一部）の溶解変形を厳密に制御可能であることから、高出力温調式ハンダごてがより好ましい。また、この加熱手段は、８５〜４００℃の温度に発熱するものであることが好ましく、さらには、１２０〜３００℃の温度に発熱するものであることがより好ましい。
【００１７】
また、本発明においては、光ファイバ及び光ファイバ固定部材がある程度の透過性を有している場合、光ファイバ照明装置において発光させたい任意のデザインの下書きを、複数本の光ファイバを配置した光ファイバ固定部材の裏面側に配置することにより、この下書きを見ながらなぞることでデザイン領域を形成することができる。さらに、この状態で光源を発光させることにより、自らが描いたデザインを確認しながら作業を進めることができる。また、制御ロボット等を用いることもできる。
【００１８】
さらに、光ファイバ固定部材がシリコーンゴム樹脂シートのように、弾性を有する場合には、加熱手段の先端部の押し付けによる押圧力が必要以上に強くても、過剰な押圧力を光ファイバ固定部材が吸収するため、光ファイバの断線を防ぐことができる。
【００１９】
（光源接続工程）
また、本発明においては、光ファイバの少なくとも一方の端部に、光源が接続されていることが必須であるが、光ファイバの両端に光源を設けると、光ファイバの両端からの光が重複され、光源を片端にのみ設けた光ファイバ照明装置におけるよりも光量を多くすることができ、また、それぞれの光源から発せられる光の色を変えることにより、任意のデザイン領域にカラーグラデーションを付与させることができる。この光源接続工程は、第１工程の前、第１工程の後、及び、第２工程の後のいずれに行ってもよい。光源としては、ＬＥＤ、白熱電球、高圧放電灯等の点光源や、蛍光灯、冷陰極ランプ等の線光源を用いることができ、その発光色、発光量、発光時間等は適宜選択又は制御することができる。
【００２０】
さらに、本発明においては、光ファイバの端部に、光源と接続するための接続端部を設けることが好ましい。この接続端部は、図３に示したように、光ファイバ固定部材２上に配置された複数本の光ファイバ１の先端を束ね、この先端を収縮チューブ７等により集束させ、次いで、集束させた光ファイバの端部を裁断刃で切りそろえた後、プラスチック製の筒状部材８に通し、筒状部材８と光ファイバの端部とを接着剤９で固定して作製する。なお、図３における接続端部は、光源であるＬＥＤ１０が筒状部材８にはめ込まれる構成のものを示したが、この構成に限定されるものではない。
【００２１】
また、本発明においては、光源に接続されていない光ファイバの端部を集束せずに、各端部を様々な方向に向けさせたまま、光源からの光を出光させて、装飾の一部とすることも可能である。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明の光ファイバ照明装置について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
光ファイバとして、長さ５０ｃｍのプラスチック光ファイバ（三菱レイヨン社製、商品名：ＥＳＣＡ  ＣＫ−１０、外径０．２５ｍｍ）を用い、光ファイバ固定部材として、厚さ５０μｍのアクリル系粘着材を片面に貼り付けたアクリル板（アクリサンデー社製、白色、厚さ３ｍｍ）を用いた。このアクリル系粘着材上において、一本のプラスチック光ファイバを、定規に沿わせて直線状に配置させ、これをアクリル系粘着材に押し付けて貼着させた。次いで、この貼着させたプラスチック光ファイバに沿わせて、次のプラスチック光ファイバをアクリル系粘着材上に配置、貼着させた。このようにして４００本のプラスチック光ファイバをアクリル系粘着材上に貼着させて、４００本のプラスチック光ファイバからなる平面を形成した。
【００２３】
次に、４００本のプラスチック光ファイバの一方の先端を束ね、一つの長さ２０ｍｍの収縮チューブ（内径７ｍｍ）に通し、この収縮チューブをドライヤーにより熱収縮させて集束させた。次いで、集束させた光ファイバの端部を裁断刃で切りそろえ、プラスチック製の筒状部材に通し、筒状部材と光ファイバの端部とを接着剤で固定して、光源との接続端部を作製した。そして、この接続端部に、光源である白色ＬＥＤ（径５ｍｍ、輝度９８００ｍｃｄ）を直接はめ込み、プラスチック光ファイバと光源とを接続した。
【００２４】
次いで、先端部が発熱する加熱手段として、先端部に円錐型こて先（白光社製、商品名：Ｔ１２−Ｂ４）を備えた高出力温調式ハンダこて（白光社製、商品名：ＦＸ−９５１）を使用し、プラスチック光ファイバ平面上において、上方から円錐型こて先（先端部温度：２００℃）を押し付けながら移動させ、外皮、クラッド及びコアの一部を溶解変形させ、任意のデザイン領域を形成した。このとき、光源を発光させることにより、自らが描いたデザインを確認しながら任意のデザインの形成を行った。このようにして、長さ２２ｃｍ、幅１０ｍｍ、厚さ３．３ｍｍの照明範囲を有する実施例１の光ファイバ照明装置を作製した。
【００２５】
上記のようにして作製した実施例１の光ファイバ照明装置によれば、十分な光量を均一に出光させることができると共に、汎用的なはんだ装置を用いてデザインや発光量を容易かつ任意に調整することが可能な光ファイバ照明装置を提供することができた。また、白色の光ファイバ固定部材を用いることにより、光ファイバ固定部材側に回り込んだ任意のデザイン領域からの出光を表方向に反射させて、より美麗な光を出光させることができた。
【００２６】
＜実施例２＞
実施例１で用いたプラスチック光ファイバ４００本を、実施例１と同様にして、粘着シート上に配置、貼着させ、４００本のプラスチック光ファイバからなる平面を形成した。次いで、光ファイバの両端を粘着テープで留めて固定した後、プラスチック光ファイバ平面上において、塗布開始位置と塗布終了位置にマスキングして被覆範囲を規定し、この被覆範囲に、室温硬化型のシリコーンゴム樹脂（モメンティブパフォーマンスマテリアルズジャパン社製、商品名：ＴＳＥ３９８、白色）を塗布した。そして、ベースとのギャップを０．４１ｍｍに設定したアプリケーターロールを長手方向に移動させて、シリコーンゴム樹脂の表面を均した後、２４℃５０％環境下で１日放置して、シリコーンゴム樹脂を硬化させ、光ファイバ固定部材とした。該光ファイバ固定部材の可視光透過率は４１％であった。
【００２７】
その後、粘着シート及び粘着テープを剥離し、実施例１と同様に、接続端部の作製、光源の接続、及び、任意のデザイン領域の形成を行って、実施例２の光ファイバ照明装置を作製した。
【００２８】
上記のようにして作製した実施例２の光ファイバ照明装置によれば、実施例１における作用効果が発揮されることは勿論のこと、光ファイバ固定部材がシリコーンゴム樹脂からなるので、光ファイバ照明装置を柔軟に曲げることができ、３次元的形状に自由に変形させることが容易となった。また、シリコーンゴムは環境耐性に優れ、長期の使用でも劣化しにくいため、屋外においても有効に利用し得る光ファイバ照明装置を提供することができた。
【００２９】
＜実施例３＞
実施例２における光ファイバ照明装置の作製において、接続端部を光ファイバの両端にそれぞれ作製した以外は、実施例２と同様にして、実施例３の光ファイバ照明装置を作製した。
【００３０】
上記のようにして作製した実施例３の光ファイバ照明装置によれば、実施例２における作用効果が発揮されることは勿論のこと、各光源を発光させると、光ファイバの両端からの光が重複され、光源を片端にのみ設けた実施例２の光ファイバ照明装置と比較すると、光量を多くすることができた。また、それぞれの光源から発せられる光の色を緑色と赤色にすることで、任意のデザイン領域に緑と赤のカラーグラデーションを付与させることが可能となった。
【００３１】
＜実施例４＞
実施例２における光ファイバ照明装置の作製において、４００本のプラスチック光ファイバからなる平面を形成した際、４００本の光ファイバの両側に０．３ｍｍのエナメル銅線を３本ずつ配線し、これらをシリコーンゴム樹脂で一括被覆して、長手方向の両側部にエナメル銅線を備えた光ファイバ固定部材を作製した以外は、実施例２と同様にして、実施例４の光ファイバ照明装置を作製した。
【００３２】
上記のようにして作製した実施例４の光ファイバ照明装置によれば、実施例２における作用効果が発揮されることは勿論のこと、エナメル銅線を折り曲げて光ファイバ照明装置の３次元形状を自由に変形させ、かつその状態を維持させることができ、壁や、柱状の支持体の必要なく、立体的な配置での光ファイバ照明が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の光ファイバ照明装置の一実施形態を示した図である。
【図２】本発明の光ファイバ照明装置の製造方法の一実施形態を示した図である。
【図３】本発明における光源と光ファイバの端部を接続する接続部材を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…光ファイバ、２…光ファイバ固定部材、３…コア、４…クラッド、５…外皮、
６…定規、７…収縮チューブ、８…筒状部材、９…接着剤、１０…光源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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