JP2005259541A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源からの光線を集光するために、台形やおわん状などの反射鏡を備えた照明器具が広く実用されているが、限られた狭い範囲に効率よく集光しようとすると、光源に対して深くて大きな反射鏡を必要とした。このため、小型でも効率よく狭い範囲に集光できる照明器具が求められていた。
【解決手段】光源と反射鏡との間に透明材料からなる整流体を設けて、反射鏡に入射する光線や反射した光線を整流体で屈折させ、小型の反射鏡でも効率よく集光できるようにした照明器具を提供するものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源からの光線を集光するために、台形やおわん状などの反射鏡を備えた照明器具の改良に関するものである。

従来から、懐中電灯や投光器、スポットライトなど、図１に示すような略放物面の反射鏡を用いた照明器具が広く実用されている。これらの反射鏡は、光源からの光線を限られた範囲に集光させることを目的としているが、光源が小さな点光源であっても、ランプの外形が相当の大きさを有するため、狭い範囲に効率よく集光するには、相対的に大きくて深い反射鏡を必要とした。例えば、懐中電灯でも集光性能を重視するものにおいては、反射鏡の外形が電池を収納する本体よりも大きく突出するものが一般的であった。効率よく集光する方法の１例として次のような方法が提案されている。
特許公開２００３−１３２７１８ 特許公開昭６２−２０２４０７

従来一般的な懐中電灯の反射鏡での光の経路を図１で説明すると、ランプの光軸Ａに対して直角方向の横向き光線ｋ９０や、照明方向とは逆方向の光線ｋ６０は、反射鏡での反射でほぼ光軸Ａに沿って集光できた。しかし、反射鏡に当たらない斜め前方向の光線ｋ１３０は、限られた範囲から外れて散逸し効率を低下させていた。光線ｋ１３０を光軸方向に反射させるために、光源との距離を同じに保ちながら反射鏡を深く絞ると、一方で図２のように横向きの光線ｋ９０の反射光が光軸から大きく傾いてしまうことになり、単に反射鏡の傾きや深さを調整するだけで限られた範囲に集光することは困難であった。

本発明は上記事由に鑑みて、小さな反射鏡で効率を低下させることなく狭い範囲に集光できる照明器具を提供するものである。

本発明の照明器具は、光源と反射鏡の間に透明材料からなる整流体を設けることで、反射鏡に当たる光線や反射した光線を屈折させて効率よく集光するものである。

本発明の照明器具は、従来公知の照明器具に比べて反射鏡の大きさを大幅に縮小できる。また、効率よく狭い範囲に集光できるので、無用な範囲を照らすことがなく、節電にもつながるものである。

本発明の照明器具は、光源と反射鏡との間に整流体を設けたことを特徴とするもので、整流体は、屈折率の異なる透明材料を透過する光線が入射出射の際に屈折する現象を応用したもので、整流体には屈折率が大きく、光線透過率の高い透明な材料が望ましく、一般的にはガラスやアクリル樹脂などが適している。

図３は、本発明による照明器具の反射鏡部分の断面図である。１は光源、２は光源となるランプ、３は光源からの光線を反射させる反射鏡である。反射鏡３は光源１を囲むほぼ放物面で底面９に向って広がるように傾斜している。６は光源１と反射鏡３の間に設けられた透明材料からなる整流体で、その外面７は反射鏡３の反射面に沿って先端４から底面５に向って広がるように傾斜し、内面８は外面７よりも緩やかな傾きで細長い略三角形の断面形状をしている。

反射鏡３は光源１からの光線を反射させる目的であるため、その反射面は金属の蒸着によって鏡面にするなど、反射率の高い表面状態に設定される。反射率が低下するが、白色の樹脂や顔料で反射面を形成してもよい。

本発明における光線の経路を図３で説明すると、ランプの光軸Ａに対して直角方向の横向き光線ｋ９０は、整流体６の内面８から入射して反射鏡３で反射し、左下向きに反転して整流体６の内面８に達して屈折し、矢印ｋ９０の方向に集光される。同様に、斜め前方向の光線ｋ１３０は、整流体６に入射する際と出射する際に屈折し、矢印ｋ１３０の方向にほぼ光軸に沿って限られた範囲に集光される。

図３と図２の違いは整流体６の有無だけで、反射鏡３の形状や光源１の位置関係は同一であるが、光源１からの光線が同じ方角であっても集光の方向に大きな違いがあるのは、整流体６によって反射鏡３に当たる光線の方角を変えたり、その反射光線を屈折させることができるからである。

より傾きの少ない光線ｋ１５０の場合も、光線ｋ１３０と同様な経路で反射鏡３で反射させ、整流体６の内面８から矢印ｋ１５０ｂのごとく出射させることができるが、整流体６の底面５を反射鏡３の底面９よりも突出させることで、反射鏡３で反射させることなく、矢印ｋ１５０の方向に整流体６の外面７から直接出射させることができる。この方法は、反射鏡３からの反射光線がなくなる分だけ整流体６の長さを節減できる利点がある。反射鏡３の傾きや、整流体６の外面７の傾き、内面８の傾きは、光源からの光線が限られた範囲に集光するように設定すればよい。

図３では整流体６の外面７と反射鏡３が接しているが、隙間を設けたり傾きをかえることで、より微細に集光を調整することができる。また、整流体６の外面７に金属を蒸着させるなどの方法で光線の反射膜を形成すれば、反射鏡として機能するから、反射鏡３を兼ねた整流体６として形成することもできる。

反射鏡３と整流体６は、断面形状をそのままにして光軸Ａを中心に平面方向に丸めると、傘状の反射鏡や整流体となり、球状光源に適した懐中電灯などの照明器具を構成できる。また、断面形状をそのままに紙面の奥行き方向に延長して棒状や箱状に形成することで、棒状光源に適した蛍光灯などの照明器具を構成することができる。

以上のごとく、本発明の照明器具は、光源１と反射鏡３の間に透明材料からなる整流体６を設けて、反射鏡３に入射する光線、および反射鏡３で反射する光線を屈折させて、限られた範囲に集光する方法であるため、比較的に小さな反射鏡で、効率よく狭い範囲に集光して照明できる特徴を有するものである。

ビルや住宅などの各種照明器具や投光器、ヘッドライトや懐中電灯などのスポットライト、信号灯、屋外照明機など、照明範囲を限定したい各種の照明器具への応用が期待できる。

従来一般的な反射鏡を有する照明器具の反射鏡部分の断面図である。 図１における反射鏡の傾きを縮小した場合の光線の経路説明図である。 本発明照明器具における反射鏡部分の断面図である。

符号の説明

１ 光源
２ ランプ
３ 反射鏡
４ 整流体の先端
５ 整流体の底面
６ 整流体
７ 外面
８ 内面
９ 反射鏡の底面
Ａ 光軸
ｋ３０〜ｋ１６５ 光線の経路

Claims (2)

1. 光源からの光線を集光するための反射鏡を備えた照明器具において、底面に向って広がる反射鏡の内側に、透明材料で形成された外面が底面に向って広がる整流体を配置し、光源からの光線が限られた範囲に集光するように、反射鏡の傾きと整流体の外面の傾きおよび内面の傾きを設定したことを特徴とする照明器具。
2. 請求項１記載の照明器具において、整流体の底面を反射鏡の底面よりも突出させ、整流体の先端に近い部分に入射する光線を反射鏡に当てることなく屈折させて集光するように構成したことを特徴とする照明器具。