JPS6086501A - 灯具用反射鏡 - 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】 本発明は照明灯具用の反射鏡に係り、特に、その焦点を
光源位置に一致せしめて設置し、該光源から出射した光
束の一部を前方に向けて反射するために用いられる反射
鏡に関するものである。

第１図はこの種の従来の反射鏡１を備えた照明灯の、光
軸ｚ−２を含む断面図である。従来一般に、上記の反射
鏡１は回転放物面状に構成され、その焦点Ｆに設けられ
た光源２から出射した光束の１部を、光軸２−２と平行
に反射する。

上記のように反射された平行光束を゛調光して所望の配
光パターンを得るため、反射鏡１の前方開口部を覆って
レンズ３が取シ付はうれる。第２図は上記レンズ３の部
分的正面図である。

第１図には、光＃Ｉ２から出射して反射鏡２で反射され
た光を矢印イ９ロ〜ト及びイ′９ロ′〜ト′で示しであ
る。図示を省略したが上記矢印の他に、光源２から直接
前方（図の左方）に出射する光もある。

前記のレンズ３として、一般に多数の凹形球面を形成し
た球面プリズム、着しくは多数の凹形円柱面を形成した
カマボッ形プリズムが用いられる。

第１図に示した矢印チ〜ヲは、光軸２−２に平行に反射
された光束がプリズム面おで散光される状態を示してい
る。

第３図は、球面プリズムを形成したレンズを用いた場合
、光軸２−２と垂直にスクリーン（図示・せず）を置い
たときの配光パターンを示し、Ｈ−Ｈは水平“軸、Ｖ−
Ｖは垂直軸である。

上記の水平軸Ｈ−Ｈ上における光度分布は第４図に示す
ごとく中央部で最大光度となり、周辺へ近づくにつれて
光度が減少する。こうした傾向は従来一般に用いられて
いるこの種の照明灯に共通しているが、この光度分布カ
ーブを設計的意図に基づいて／９？鼠の如く制御するこ
とは困難である。

第５図はカマボッ形プリズムを形成したレンズを用いた
場合の配光パターンを示す。カマボッ形プリズムを用い
た場合も、その光度分布カーブを所望の如く制御するこ
とは困難である。

従来、この１■の照明灯の配光を所望のパターンに近づ
けるため、レンズ３に設けるプリズムの設計に関して糧
々の工夫が試みられているが、肉厚のプリズムや複雑な
形状のプリズムは製造コストが高く、また、プリズム形
状によって配光パターンを意のままに制御することは不
可能である。

更に、従来この種の照明灯は第１図に示すように、反射
鏡ｌの奥行寸法りに比して前面開口部の径りが大きく、
このため描該照明灯の設置所要面積が大きい。筐だ、例
えば作業灯などに用いた場合、レンズ面積が大きいので
障害物などの衝突によって損傷を蒙る危険率が高い。こ
うした不具合を解消するため、実線で示したレンズ３を
仮想線３′の位置まで後退させてレンズ面積を縮ホさせ
ると、光源２から出射する光束の有効利用率が減少する
。

本発明は上述の事情に鑑み、従来装置の欠点を解消すべ
く為されたもので、その目的とするところは配光特性を
任意に設定することができ、しかも、簡単で面積の小さ
いレンズを用いても光源から出る光の有効利用率を大き
く構成し得る灯具用反射鏡を＋！共しようとするもので
ある。

上記の目的を達成するため、本発明の灯具用反射鏡は、
光源から反射面に向けて入射する光の光確に対する角度
０と、光源の光度Ｔｉｏと、反射光の光軸に対する角度
０とを −Ｉ’０ｅＯ５θ＝Ａｓｉｎα−（Ｂ　＋　Ａ　’　）
　ｃｏｓ”−Ｃ””””’　（１）なる関係に保つと共
に、光源から出射した光が光軸に対して角度θで入射す
る点の座標（ｘｌ、ｚｔ）と、同じく角度θ十Δθで入
射する点の座標（Ｘｚ　、　Ｚ！　）との関係が、 によって表わされる連続曲線を２軸の回りに回転せしめ
てなる曲面を有し、かつ、前記の角度θをθ≧０、角度
ａをａ≦０に設定すると共に、角度θの増加に伴って角
度ａが減少するよ５に設定したことを特徴とする。

第６図は上記の数式に示された角度θおよび角度ａの説
明図である。

光源位置Ｆから矢印ワの如く反射鏡面Ｍに入射する光に
ついて考察する。点力は入射点であり、１点鎖線で示し
た２′は入射点力を通うて光軸２−２に平行な線である
。矢印ヨは、入射点力における反射光を示す。この場合
、光源から反射面に向けて入射する光（矢印ワ）の光軸
に対する角度θ、並びに、反射光（矢印ヨ）の光軸に対
する角度σはそれぞれ図示の如くでるる。

上記の角度θが更に微小角Δθだけ増加すると、入射光
は矢印夕の如くになり、入射点しで矢印ソの如く反射さ
れる。２”は入射点しを通って光軸２−２に平行な線で
ある。

仮想線矢印ヨ′は、説明の便宜上付記したもので、入射
点しを通って前記の反射光矢印ヨに平行に描いた仮想の
線でらって、線ｉに対して角ａを為している。

前記の如く、反射面Ｍに入射する光が矢印ワから同一に
変化し、これに伴って光軸と為す角がθからθ＋Δθに
増加したとき、反射光矢印ヨが光軸に対して為す角ａに
比して、反射光矢印ソが光軸に対して為す角はα＋Δａ
となり、ｌａだけ変化する。本発明の反射鏡において、
角θ、角ａは、光軸２−２に対して外向き方向を正とし
、内向き方向を負として表わすものとする。本発明の構
成において、角度θの増加に伴って角度αが減少すると
は、第６図においてｌａの値が負であることを意味して
いる。即ち、矢印ヨと同ソとは完全に平行とならず、僅
かに収束方向になる。

なお、一般に、凹面鏡における焦点とは、入射した平行
光束が交わる点を言うが、本発明の反射面Ｍは上述のよ
うに構成しであるため、平行光束が入射しても完全に１
点に集光しない。従って本発明の反射鏡において焦府と
は、平行に入射した光束が集束されて最大密度になる点
を言うものとする。

次に、本発明の１実施例を第６図乃至第９図について説
明する。第６図に示すように、角度θの入射点力の座標
を（ｘｌ　、　Ｅｌ　）、角度θ＋Δθの入射点しの座
標を（Ｘｚ、Ｚｚ）とする。これらの座標・の関係を前
掲の（２）式、（３）式に示すように保って解析数学的
手法を用いて曲線Ｍをめ、上記の曲線Ｍを光軸ｚ−２の
回りに回転させて軌跡曲面をめ、この曲面の全部若しく
は一部な反射面とする反射鏡４（第７図）を構成する。

５は上記の反射鏡４の前面に装着したレンズである。

そして、第８図に示したように所望の配光曲線を設定す
る。第９図はその配光パターンである。

これらの図表に示した所望の配光特性を得るためには、
前記の曲＠Ｍを次のようにして算出する。

第７図に示し九ａ、ｂｘｅの各点は、それぞれ光源２か
ら出射した光の入射点である。矢印Ｒａ〜Ｒｅは上記各
入射点における反射光を示す。

上記の反射光Ｒａ−恥が光軸Ｚ−ＺＫ対して為す角度を
それぞれａａ〜α８とする。

第８図の横軸に上記の反射角（ｌａ−（＋６を取り、中
央における最大光度ＩＯと、周辺部の光度■ｍｌとを設
定する。中央部と周辺部とを結ぶラインはＩ　＝　ｆ　
（ａ）　＝　Ａα＋Ｂで表わされる。本式においてＩｏ
　Ｉｅｎｄ Ａは光度の傾斜を意味し、Ａ＝　でおる。

’（１−’ｅｎｄ Ｂは周辺における最小光度を意味する。

前掲の第（１）式におけるＮｏは光源光度を表わしてい
る。開式（りのＣは、 Ｃ＝−１ｏｃｏｓθｏ−ＡｄｏαＯ＋（Ｂ＋Ａα０）Ｃ
Ｏ８ＧＯによって得られる。ただしθ０は角度θの初期
値、ａ６はその時の反射角（即ち反射角の初期値）であ
る。

上述のようにして構成した反射鏡４を用いて照明灯を構
成すると、第７図に示した反射光矢印Ｒａｗ輛、〜融の
ごとく、中央から周辺に向かうにつれて反射角’ａｖ’
ｂ＋〜ａｅがマイナス側へ大きくなっている。

即ち、投射光束の中央部はほとんど平行光束とな９、周
辺部に近づくにつれて収束傾向となる。この結果、第８
図に例示した所望の光度分布が得られる。

央際問題においては、第８図に示した反射光の光度分布
と、光源から直接前方に投射される光の光に分布とが重
複することになる。従って、本発明を実施する場合に、
所望の反射光分布特性を設定する段階で直接投射光を考
慮に入れておくことが望ましい。

本実施例においては、上述のようにして反射鏡４（第７
図）による反射光が＃１は所望の配光パターンとなって
いるので、レンズ５（仮想線で示す）による調光の必要
紋が低い。このため該レンズ５は素通しの平面レンズで
構成しである。本発明の反射鏡に併用するレンズとして
プリズムレンズを用いることを妨けるものではないが、
プリズムレンズを用いるとしても厚肉のレンズや複雑な
形状のプリズムを用いる必要が無い。本例の灯具は前述
の如く反射鏡４による反射光束のうち周辺部が収束光を
なしている。このため、回転放物面鏡を用いた従来の灯
具（例えば第１図）に比して反射鏡の前方開口部面積（
レンズ面積とほぼ等しい）を小さく設定しても光源から
出た光や有効利用率が高い。

第迫図は上記と異なる声施例を示し、参考線■−ｍより
も右カの部分′は第７図に示した実施例と同様の構成で
ある。本例の反射鏡４を用いた場合、反射光束”が収束
傾向になるので、レンズ６を反射鏡４から離間させて前
方に設置すると該レンズ６は小面積に構成できる。本例
の場合においても、反射鏡４による反射光がほぼ所望の
配光パターンを有しているので、レンズ６の構成が容易
で、素通し、若しくはこれに近い簡単なプリズムレンズ
を用いる゛ことができる。、 以上詳述したよ５に、本発明の灯具用反射鏡は、反射光
配光特性を任意所望の如く設定することができ、しかも
、ｉ単゛、で面積の小さいレンズを用いても光源から出
る光の有効利用率を大きく構成し得るという優れた実用
的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は従来の照明灯の１例檜示し、第１図
は断面図、第２図は部分的正面図、第３図は球面プリズ
ムを用いた場合の配光パターンを示す図表、第４図は同
じく光度分布を示す図表でおる。第５図は従来の照明灯
にカマポコ形プリズムを用いた場合の配光パターンの１
例を示す図表である。第６図乃至第９図は本発明の灯具
用反射鏡の１実施例を示し、第６図は曲面膜゛定の説明
図、第７図は断面図、第８図は光度分布を示す図表、第
９図は配光パターンを示す図表である。第預図は上記と
異なる実施例の断面図である。 １・・・従来の反射鏡、２・・・光源、３・・・レンズ
、（・・・レンズのプリズム面、４・・・反射鏡、５・
・・レンズ、６・・・レンズ。 特許出願人　市光工業株式会社 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１図 第２図 第３図 Ｖ 第４図 ｆｓＧ図 第７図 第　８図 イ 第９図 第１ｏ図 巡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 照明灯の光源の位置に焦点をほぼ一致せしめて設置し、
   該光源から出射した光束の一部を前方に向けて反射する
   ための反射鏡において、光源から反射面に向けて入射す
   る光の光軸に対する角度θと、光源の光度島と、反射光
   の光軸に、対する角度αとを ］’０ＩＸ１１θ＝Ａａａ−（Ｂ＋ＡＱ　）ｃｏ、、（
   １＋Ｃなる関係に保つと共に、光源から出射した光が光
   軸に対して角度θで入射する点の座標（Ｘｉ　ｌ　Ｘ＋
   　）と、同じく角度θ＋Δθで入射する点の座標（ｘｔ
   ｔｚａ）との関係が、 によって表わされる連続曲線を２軸の回りに回転せしめ
   てなる曲面を有し、かつ、前記の角度θをθ≧０、角度
   ａをａ≦ＯＫ設定すると共に、角度θの増加に伴って角
   度ａが減少するように設定したことを特徴とする灯具用
   反射鏡。ただし、前記のＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれ反射光の
   配光特性を決定するため設計的に選択し得る定数である
   。