JP2008027917A - プリズム構造を有するリフレクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 高効率のプリズムリフレクタを提供するとともに、そのプリズムリフレクタを用いて効率が改善された照明器具を提供する。
【解決手段】 本発明は発光手段用ホルダを備え反射プリズムを有するリフレクタ、及びリフレクタが発光手段に取り付けられた照明器具に関する。本発明によると、発光手段用のホルダを備え、反射プリズムが区分に分けて施された本体を有するリフレクタが提供される。本発明の好適な実施例によると、リフレクタの本体は実質的に回転軸対象の設計である。高い効率を達成するために反射プリズムが発光手段用ホルダから略放射状に形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明はプリズム構造を有するリフレクタ及びプリズムリフレクタを有する照明器具に関する。

プリズムリフレクタは周知である。例えば、独国特許第５５４５６２はプリズムリフレクタにある程度合致する街路灯用のランプベルを提示するものである。

そのようなプリズムリフレクタについては、それらの効率が往々にして極めて低い、即ち、ランプによって発せられた光の大部分は反射されずにリフレクタの後方側に逃げてしまうという問題点が指摘されてきた。

そのようなプリズムリフレクタにおいては、発光手段のリフレクタに対してわずかなズレがあっても効率が大きく低下してしまい特に問題となる。

さらに、反射プリズムの替わりに反射コーティングが施されたリフレクタも実用において知られている。そのような反射コーティングは製造にコストがかかり、剥離してしまうことがある。この剥離する傾向は、特に、例えばデジタルプロジェクタ（ビーマー）や車載用の高出力照明機器においてリフレクタに高い温度ストレスがかかることによって顕著になる。

ここで、本発明の課題は従来技術の上記問題点が軽減されるようなリフレクタを提供することである。

本発明の課題は、特に、プリズムリフレクタを用いて構成され、効率が改善された照明器具を提供することである。

さらに、本発明の課題は、特に、ハロゲン電球バルブを用いて構成される屋内照明用の高効率な照明器具を提供することである。

さらに、本発明の課題は、一般照明用途およびデジタルプロジェクタ双方に使用できる交換容易な組み合せのリフレクタと発光手段を提供することである。

本発明の課題は独立請求項の１つに記載されるリフレクタ及び照明器具によって解決される。
本発明の好適な実施例及び展開例はそれぞれの従属請求項から集結される。

本発明によると、発光手段用のホルダを備え、反射プリズムが区分に分けて施された本体を有するリフレクタが提供される。

リフレクタにおいて発光手段用のホルダの搭載によって発光手段の正しい整合がなされる。さらに、容易に交換でき、特にデジタルプロジェクタ及び屋内照明用のハロゲン電球リフレクタに適合するユニットである、交換容易な組み合せの発光手段及びリフレクタを提供することができる。

本発明の好適な実施例によると、リフレクタの本体は実質的に回転軸対象の設計である。
実質的に平行照射を生成するパラボラ形状に形成された本体がデジタルプロジェクタ用に特化して提供される。

代替的に、本体はまた楕円設計のものであってもよく、それによってスポットライトの照射が可能となる。
他の構成も特に屋内照明用途に提供することができる。この場合、開口角度が１０°から６０°のリフレクタが提供される。

高い効率を達成するために、反射プリズムが発光手段用ホルダから略放射状に形成される。即ち、反射プリズムがリフレクタの中心から略星形状に外側に向かって伸長し、同時に本体の内表面に対して実質的に接線方向に形成される。

本発明の好適な実施例では、リフレクタは一体不可分な設計である。従って、リフレクタは、例えば、プレス加工されたガラス部品として提供できる。
代替的に、ほとんどのアプリケーションにおいてガラスの方が（プラスチックよりも）高い光学品質及び高い耐熱性を呈するが、透明なプラスチックを材質とすることもできる。

リフレクタの本体は好ましくは１０から１００個の、特に好ましくは２０から２５個の反射プリズムを有する。ハロゲン発光手段を持つリフレクタについては、約３０個の反射プリズムによって特に高い効率が得られることが明らかになった。

リフレクタの本体（好ましくは回転軸対象設計である）は、１から１５ｃｍ、好ましくは２から１０ｃｍ、特に好ましくは３から６ｃｍの直径を有する。
特に、ハロゲン発光手段に適合するもので直径約５０ｍｍのリフレクタが提供される。発明者は比較的小さいリフレクタであっても許容できる効率のプリズムリフレクタが作製できることを発見した。

反射プリズムは先端部（尾根の部分）におけるエッジ半径が０．３ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ未満、特に好ましくは０．０５ｍｍ未満である。リフレクタの効率はそのような小さい端面半径によって低下する。
同様に、個々の反射プリズムの継ぎ目のエッジについて、エッジ半径が０．３ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ未満、特に好ましくは０．０５ｍｍ未満で形成される。

本発明の一展開例では、反射プリズムは発光手段用のホルダから略放射状に広がり、一方の端部から他方の端部へ各々１°から２０°、好ましくは２°から１０°ねじれている。従って、反射プリズムは厳密には星形状には形成されていないが、特に好ましくは４°から６°ねじられている。この構成によってリフレクタは光学的により引き立った見栄えを呈するようになる。

本発明の一展開例では、発光手段のホルダには発光手段を正確に整合するための接合部がある。例えば、接合部は円錐又はその類の形状である。発明の目的において、接合部は発光手段が所定の位置に挿入されることを確実にするあらゆる好適な手段として理解される。
従って、発明のプリズムリフレクタでは発光手段の不正確な整合によって効率が大幅に損なわれるので、発光手段が挿入されると、又は発光手段が交換されると、その位置が所望の位置からずれてしまうのが防止される。

本発明の一展開例では、リフレクタの本体の内表面が区分に分けて構成される。特に、リフレクタの本体の内表面は小平面で構成される。
この場合、例えば、表面にそって曲がった円筒レンズのような集光構造は特にリフレクタの効率を改善することが分かってきた。

発光手段によって照射される光の屈折による、反射プリズムに対して垂直軸の方向への光線の回折を生じさせる小表面化によってリフレクタの効率が改善される。
代替的に、リフレクタの内表面は滑らかな構成であってもよい。
本発明は、さらに、発明のリフレクタを用いて構成された照明器具に向けられている。

照明器具は好ましくはリフレクタ内に整合され固定された発光手段を備える。
特に、発光手段はプラグ挿入され、又は嵌合されるようにしてもよい。

そのような構成によって、リフレクタが発光バルブとともに交換されるような小型で交換可能な発光手段が得られる。
この場合、使用するランプの種類によっては紫外線放射を吸収するカバープレートを付けたリフレクタを提供することができる。
一方、カバープレートは、特にデジタルプロジェクタの場合には防護シャッタとしての役割も担う。

本発明の照明器具は、後方照射光に対する前方照射光の比が１．５よりも大きく、好ましくは１．８よりも大きく、特に好ましくは２．２よりも大きくなるように設計される。
従って、２／３よりも多くの光を前方に照射する照明器具が得られる。

好ましくはハロゲンランプが発光手段として使用される。
本発明は、特に、非常に高い光出力を持ち、それに関連して非常に高い熱量を発生する発光手段が用いられるデジタルプロジェクタ用に提供される。
車載用前照灯における使用も提供される。
本発明は、以下に図面、即ち図１から図７を用いてより詳細に説明される。

図１を参照して、本発明のリフレクタ１の代表的実施例の基本的特徴をより詳細に説明する。リフレクタ１は本体２及び発光手段用ホルダ４からなる。本体２は回転軸５に関してほぼ回転軸対称である。
発光手段用ホルダ４は本体２の底に位置し、回転軸対称設計とはなっていない。

図において、リフレクタ１の右半分は断面となっている。図示されたリフレクタの左半分に反射プリズム３が、発光手段用ホルダ４から略放射状に広がり、上方に向かって星形状に形成されている。
リフレクタ１はプレス加工されたガラスからなり、好ましくはハロゲン発光手段（図示せず）と接合される。

リフレクタ１は約３０個の反射プリズム３を有する。反射プリズム３は回転軸５の周りに星形状に形成され、本体２の傾きにほぼ沿っている。
より高い効率を達成するために、このほぼ接線に沿った軌跡から部分的にそれることも可能である（図示せず）。

図２に本発明のリフレクタの代表的実施例の断面図を示す。この断面図は特に本体のガラス壁６を図示し、ガラス壁６は発光手段用ホルダ４に継ぎ目なく一体化している。
従って、リフレクタは一体不可分な設計である。発光手段用ホルダ４は略円錐テーパ接合部７を有する。これによって、発光手段（図示せず）が所定の位置に配置されることが確実になる。
リフレクタ１の出射側には、周縁の組み込み部に接着されるカバープレート８が設けられる。カバープレート８は紫外線吸収物質で構成され、同時に防護シャッタとしての役割を持つ。

図３に本発明のリフレクタの代表的実施例の後方側の図を示す。発光手段用ホルダ４の周りに星形状に３０個のプリズム３が図示されている。
発光手段用ホルダ４は発光手段の電極（図示せず）のための２つのブッシング１０を有する。発光手段（図示せず）が装着されると、リフレクタをランプ（図示せず）に挿入することができる。

図４に本発明のリフレクタの代表的実施例の前方側の平面図を示す。リフレクタの本体２は本実施例においては滑らかな設計であり、光線（図示せず）は滑らかな表面を反射小平面まで通過する。

図５にリフレクタ１の代替の実施例として、リフレクタの本体２の内表面が小表面によって構成されているものを示す。光線（図示せず）は小表面を介して反射プリズムの法線方向に向けられる。
小表面を湾曲した円筒形レンズとして設計すると効率はさらに向上する。

図６に本発明の照明器具１１の代表的実施例の図を示す。照明器具１１は、ここではハロゲンランプである発光手段１２が接着されたリフレクタ２からなる。リフレクタ２の最大効率を引き出すために発光手段は最適位置に配置される。
カバープレート８は紫外線放射が漏れるのを防止し、同時に防護シャッタとしての役割を果たす。

図７はリフレクタの代表的実施例の詳細を示す図であり、これによって反射プリズム３の位置関係をより詳細に説明する。反射プリズム３は、発光手段用ホルダ４から星形状に広がり、先端部１３においてエッジ半径は０．３ｍｍ未満である。個々の反射プリズム間の継ぎ目のエッジ１４についても同様である。
反射プリズム３の先端角度、即ち、先端部１３の角度は９０°である。

発明は前述した特徴の組み合せに限定されるものではなく、当業者であれば全ての上記特徴を現実的な範囲内で組み合せることができることは言うまでもない。

図１は本発明のリフレクタの代表的実施例の部分断面図である。 図２は本発明のリフレクタの断面図である。 図３は本発明のリフレクタの後方側の図である。 図４は本発明のリフレクタの代表的実施例の平面図である。 図５は本発明のリフレクタの代替実施例の平面図である。 図６は本発明の照明器具の代表的実施例を示す図である。 図７は図３の本発明リフレクタの詳細を示す図である。

符号の説明

１．リフレクタ
２．本体
３．反射プリズム
４．発光手段用ホルダ
５．回転軸
６．ガラス壁
７．接合部
８．カバープレート
９．組み込み部
１０．ブッシング
１１．照明器具
１２．発光手段
１３．先端部
１４．継ぎ目のエッジ

Claims (26)

1. 少なくとも１つの発光手段のための少なくとも１つのホルダを備え、反射プリズムを区分に分けて設けた本体を有するリフレクタ。
2. 請求項１記載のリフレクタにおいて、該本体が実質的に回転軸対称設計であるリフレクタ。
3. 請求項２記載のリフレクタにおいて、該本体が略パラボラ形状設計であるリフレクタ。
4. 請求項２記載のリフレクタにおいて、該本体が略楕円形設計であるリフレクタ。
5. 請求項１から請求項４いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該反射プリズムが該発光手段用のホルダから略放射状に広がっているリフレクタ。
6. 請求項１から請求項５いずれか一項に記載のリフレクタであって、一体不可分な設計であるリフレクタ。
7. 請求項１から請求項６いずれか一項に記載のリフレクタであって、ガラスからなるリフレクタ。
8. 請求項１から請求項７いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該リフレクタの本体が１０個から１００個の間の、好ましくは２０個から５０個の反射プリズムを有するリフレクタ。
9. 請求項１から請求項８いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該リフレクタの本体の直径が１ｃｍから１５ｃｍ、好ましくは２ｃｍから１０ｃｍ、さらに好ましくは３ｃｍから６ｃｍであるリフレクタ。
10. 請求項１から請求項９いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該反射プリズムの先端部のエッジ半径が少なくとも部分的に０．３ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ未満、さらに好ましくは０．０５ｍｍ未満であるリフレクタ。
11. 請求項１から請求項１０いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該反射プリズムが該発光手段用のホルダから略放射状に広がり、各々が一方の端部から他方の端部に１°から２０°、好ましくは２°から１０°ねじれているリフレクタ。
12. 請求項１から請求項１１いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該リフレクタの本体が実質的に回転軸対称設計であり、開口角が１０°から６０°、好ましくは３０°から５０°であるリフレクタ。
13. 請求項１から請求項１２いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該発光手段用のホルダが該発光手段を正確に装着するための接合部を有するリフレクタ。
14. 請求項１から請求項１３いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該リフレクタの本体の内表面が区分に分けて構成されたリフレクタ。
15. 請求項１から請求項１４いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、集光構造であって湾曲した円筒レンズが該リフレクタの本体の内表面に区分に分けて形成されたリフレクタ。
16. 請求項１から請求項１５いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、屈折構造が該リフレクタの本体の内表面に区分に分けて形成されたリフレクタ。
17. 請求項１から請求項１６いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、光源から発せられた光線が区分に分けて該反射プリズムに対する垂直軸の方向に曲げられるように、該屈折構造が設計されたリフレクタ。
18. 請求項１から請求項１２いずれか一項に記載のリフレクタにおいて、該リフレクタの内表面が少なくとも部分的に滑らかなリフレクタ。
19. 請求項１から請求項１８いずれか一項に記載のリフレクタ、および少なくとも１つの発光手段からなる照明器具。
20. 請求項１９記載の照明器具において、該発光手段が該リフレクタ内に整合され固定された照明器具。
21. 請求項１９又は請求項２０記載の照明器具において、該発光手段が該リフレクタ内に接着又は嵌合された照明器具。
22. 請求項１から請求項２１いずれか一項に記載の照明器具において、該リフレクタが、紫外線放射を吸収するカバープレートを設けた実質的に回転軸対称の本体を有する照明器具。
23. 請求項１９から請求項２２いずれか一項に記載の照明器具において、後方照射光に対する前方照射光の比が１．５より大きく、好ましくは１．８より大きく、さらに好ましくは２．２より大きい照明器具。
24. 請求項１９から請求項２３いずれか一項に記載の照明器具において、該発光手段がハロゲンランプである照明器具。
25. デジタルプロジェクタ用ランプであって、請求項１９から請求項２４いずれか一項に記載の照明器具からなるデジタルプロジェクタ用ランプ。
26. 車載用ランプであって、請求項１９から請求項２４いずれか一項に記載の照明器具からなる自動車用ヘッドライトである車載用ランプ。

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