JP2010027407A - Spotlight - Google Patents

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Yuki Shirakawa
友樹 白川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an irregular color from being generated in a spot light, without making the whole device get voluminous and complicating structure, in a spotlight having discharge lamps different in emission light colors emitted from upper and lower parts. <P>SOLUTION: The spotlight is provided with a metal halide lamp 3, a reflecting mirror 4 for reflecting a light emitted from the lamp 3, and an aperture 5, in a lens barrel 2. The reflecting mirror 4 includes the first, second and third elliptical reflecting mirrors 41, 42, 43. Primary reflection lights L41a, L41b by the first elliptical reflecting mirror 41 advance intactly toward the aperture without being reflected by the third elliptical reflecting mirror 43, primary reflection lights L42a, L42b by the second elliptical reflecting mirror 42 are reflected by the third elliptical reflecting mirror 43, and are vertically inverted to advance toward the aperture 5, the lights L41a, L41b, L43a, L43b arrived at the aperture 5 are thereby mixed each other, and the irregular color is prevented from being generated in the spot light, even when the difference is generated in the colors emitted from upper and lower portions of the lamp 3. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源として放電ランプを有するスポットライトに関する。   The present invention relates to a spotlight having a discharge lamp as a light source.

放電ランプは、発光管の中に封入されたガス状の金属が時間の経過に伴って重力の影響により下方に偏在してくる傾向があり、偏在の度合いが大きくなるとランプの上下で出射される光の色に差異が生じてくるものもある。上記不具合は、メタルハライドランプを長手方向が水平方向になるようにして設け、該ランプから出射する光をレンズによって水平方向の前方へ集光するスポットライトにおいて顕著である。   In a discharge lamp, the gaseous metal sealed in the arc tube tends to be unevenly distributed downward due to the influence of gravity with the passage of time, and when the degree of uneven distribution increases, the discharge lamp is emitted above and below the lamp. There are also differences in the color of light. The above-mentioned problem is conspicuous in a spotlight in which a metal halide lamp is provided such that the longitudinal direction thereof is in the horizontal direction, and light emitted from the lamp is condensed forward in the horizontal direction by a lens.

メタルハライドランプを光源として備えた従来のスポットライトについて、図4を参照して説明する。このスポットライト100は、鏡筒101内に、光源としてのメタルハライドランプ102(以下、ランプ)と、ランプ102から出射される光を反射して前方へ送る反射鏡103と、所定の径の開口を有するアパーチャ104と、集光レンズ部105と、を備える。   A conventional spotlight provided with a metal halide lamp as a light source will be described with reference to FIG. The spotlight 100 has a metal halide lamp 102 (hereinafter referred to as a lamp) as a light source, a reflecting mirror 103 that reflects light emitted from the lamp 102 and sends it forward, and an opening having a predetermined diameter. The aperture 104 which has and the condensing lens part 105 are provided.

反射鏡103は、ランプ102の長手方向の中心軸106を回転軸として楕円の円弧を回転してなる楕円形であり、一方の焦点103aがランプ102の発光部に位置し、他方の焦点103bがアパーチャ104と集光レンズ部105との中間に位置するように設けられる。このスポットライト100において、ランプ102の下部から出射された光107aは、上部から出射された光107bに比べて黄色味を帯び、アパーチャ104の開口の略下半分を通過する。一方、ランプ102の上部から出射された光107bは、アパーチャ104の開口の略上半分を通過し、両方の光107a、107bは混ざり合うことなくそのまま前方に照射されてスポット光108を形成する。従って、スポット光108は、上方ほど黄色味がかかったものとなる。   The reflecting mirror 103 has an elliptical shape formed by rotating an elliptical arc around the central axis 106 in the longitudinal direction of the lamp 102, and one focal point 103a is located at the light emitting portion of the lamp 102, and the other focal point 103b is It is provided so as to be positioned between the aperture 104 and the condenser lens unit 105. In the spotlight 100, the light 107 a emitted from the lower part of the lamp 102 is yellowish compared to the light 107 b emitted from the upper part, and passes through substantially the lower half of the opening of the aperture 104. On the other hand, the light 107b emitted from the upper part of the lamp 102 passes through substantially the upper half of the opening of the aperture 104, and both the light 107a and 107b are irradiated as they are without being mixed to form the spot light 108. Accordingly, the spot light 108 is more yellowish toward the top.

上記スポットライト100の欠点を解消するために、反射鏡103の形状を変更してランプ102から出射された光がアパーチャ104の位置で混ざり合うようにしたスポットライトがある。このスポットライト200は、図5に示したように、反射鏡203を、ランプ102の長手方向の中心軸106を回転軸として楕円の円弧を回転してなる第1の楕円形部分203aと、該第1の楕円形部分203aの縁を起点とする楕円の円弧を回転してなる第2の楕円形部分203bとから構成したものである。反射鏡203以外の部分の構造は、スポットライト100と同一である。   In order to eliminate the disadvantages of the spotlight 100, there is a spotlight in which the shape of the reflecting mirror 103 is changed so that light emitted from the lamp 102 is mixed at the position of the aperture 104. As shown in FIG. 5, the spotlight 200 includes a reflecting mirror 203, a first elliptical portion 203a formed by rotating an elliptical arc around the central axis 106 in the longitudinal direction of the lamp 102, and the first elliptical portion 203a. The second elliptical portion 203b is formed by rotating an elliptical arc starting from the edge of the first elliptical portion 203a. The structure of the part other than the reflecting mirror 203 is the same as that of the spotlight 100.

第1の楕円形部分203aの一方の焦点203faと、第2の楕円形部分203bの一方の焦点203fbとは、共にランプ102の発光部に位置され、第1の楕円形部分203aの他方の焦点203faはアパーチャ104よりランプ102寄りに位置され、第2の楕円形部分203bの他方の焦点203fbはアパーチャ104よりレンズ部105寄りに位置されている。   One focal point 203fa of the first elliptical portion 203a and one focal point 203fb of the second elliptical portion 203b are both positioned at the light emitting portion of the lamp 102, and the other focal point of the first elliptical portion 203a. 203fa is positioned closer to the lamp 102 than the aperture 104, and the other focal point 203fb of the second elliptical portion 203b is positioned closer to the lens unit 105 than the aperture 104.

このスポットライト200において、ランプ102の下部から出射された光207aのうち第1の楕円形部分203aにより反射された光は、アパーチャ104の開口の主に上半部を通過し、第2の楕円形部分203bにより反射された光は、アパーチャ104の開口の主に下半部を通過する。また、ランプ102の上部から出射された光207bのうち第1の楕円形部分203aにより反射された光は、アパーチャ104の開口の主に下半部を通過し、第2の楕円形部分203bにより反射された光は、アパーチャ104の開口の主に上半部を通過する。   In the spotlight 200, the light reflected by the first elliptical portion 203a out of the light 207a emitted from the lower part of the lamp 102 passes mainly through the upper half of the opening of the aperture 104, and the second ellipse. The light reflected by the shape part 203 b passes mainly through the lower half of the opening of the aperture 104. Of the light 207b emitted from the upper part of the lamp 102, the light reflected by the first elliptical portion 203a passes mainly through the lower half of the opening of the aperture 104 and is reflected by the second elliptical portion 203b. The reflected light passes mainly through the upper half of the aperture 104 aperture.

上記のように、ランプ102の上部と下部から出射された光207b、207aは、アパーチャ104の位置で混ざり合い、疑似光源としてのアパーチャ104からレンズ部105へ向かう光は、色むらを有さない光になる。ところが、レンズ部105へ向かう光のうち第1の楕円形部分203aによって反射された光は、アパーチャ104を通過してから大きな角度で広がるので、周縁部がレンズ部105のホルダ105aや鏡筒101の内壁101aによってカットされ、スポット光108を形成することに寄与せず、スポット光108の色むらが解消されない虞がある。   As described above, the light 207b and 207a emitted from the upper part and the lower part of the lamp 102 are mixed at the position of the aperture 104, and the light traveling from the aperture 104 as the pseudo light source toward the lens unit 105 has no color unevenness. Become light. However, the light reflected by the first elliptical portion 203a out of the light toward the lens unit 105 spreads at a large angle after passing through the aperture 104, so that the peripheral part is the holder 105a of the lens unit 105 or the lens barrel 101. There is a possibility that the unevenness of the color of the spot light 108 will not be eliminated without being contributed to the formation of the spot light 108.

さらに、上記第1の楕円形部分203aによって反射された光の周縁部がカットされるという不具合を解消するために、図6に示すように、鏡筒101の前方部分101bの径を大きくしたスポットライト300が考えられるが、この場合には、スポットライト300全体の嵩が大きくなってしまうという欠点を有する上に、レンズ部105の周縁を通過する光がレンズの収差の影響を受けてスポット光108の輪郭がぼやけるという欠点を有する。レンズの収差による影響を解消するためには、非球面レンズを用いたりレンズの枚数を増やせばよいが、それではレンズ部105が複雑になる上にコストアップになる。   Further, in order to eliminate the problem that the peripheral edge of the light reflected by the first elliptical portion 203a is cut, a spot in which the diameter of the front portion 101b of the lens barrel 101 is increased as shown in FIG. The light 300 may be considered. In this case, however, the spotlight 300 as a whole has the disadvantage that the bulk of the spotlight 300 becomes large. In addition, the light passing through the periphery of the lens unit 105 is affected by the aberration of the lens. 108 has the disadvantage that the contour is blurred. In order to eliminate the influence due to the aberration of the lens, an aspheric lens may be used or the number of lenses may be increased. However, this increases the cost of the lens unit 105 and increases the cost.

一方、ランプから出射される光の利用効率を向上するために、楕円形の反射鏡の一部を放物面に形成したスポットライトが知られている(例えば、特許文献1参照)。このスポットライトでは、楕円形反射鏡の、ランプの長手方向の中心軸に近い部分が放物面に形成されており、ランプから出射されて反射鏡の放物面により反射された光は、中心軸に平行になってアパーチャの開口部へ向かい、中心軸の近傍の光量が減少することを防止するようになっている。
特開2004−31056号公報
On the other hand, in order to improve the utilization efficiency of light emitted from a lamp, a spotlight in which a part of an elliptical reflecting mirror is formed on a paraboloid is known (for example, see Patent Document 1). In this spotlight, a portion of the elliptical reflector close to the central axis in the longitudinal direction of the lamp is formed on the paraboloid, and the light emitted from the lamp and reflected by the paraboloid of the reflector is the center. The light quantity in the vicinity of the central axis is prevented from decreasing in parallel to the axis toward the aperture opening.
JP 2004-31056 A

以上のように、上下で出射する光色に相違が生じる放電ランプを光源として用いたスポットライトにおいて、装置全体の嵩を増大したり構造を複雑にすることなく、スポット光の色むらを解消することは容易ではなかった。   As described above, in spotlights using discharge lamps with different light colors emitted from the top and bottom as light sources, uneven color of spotlights is eliminated without increasing the overall volume of the device or complicating the structure. That was not easy.

そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、装置全体の嵩を増大したり構造を複雑にすることなく、照射面に形成されるスポット光に色むらを生じず、しかも輪郭がぼやけることがないスポットライトを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the above-described problems, and does not increase the overall volume of the apparatus or complicate the structure, does not cause uneven color in the spot light formed on the irradiation surface, and blurs the outline. The object is to provide a spotlight that never happens.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、放電ランプと、前記放電ランプの長手方向の中心軸を回転軸として楕円の円弧を回転してなる第1の楕円形反射鏡と、前記第1の楕円形反射鏡の縁を起点とする楕円の円弧を回転してなる第2の楕円形反射鏡と、前記第2の楕円形反射鏡の縁を起点とする楕円の円弧を回転してなる第3の楕円形反射鏡と、前記第3の楕円形反射鏡の開口縁に面して設けられるアパーチャと、を備えるスポットライトであって、前記第3の楕円形反射鏡は、前記第1の楕円形反射鏡による一次反射光、又は前記第2の楕円形反射鏡による一次反射光のいずれかを二次反射光として反射するものであり、前記第3の楕円形反射鏡による二次反射光及び、前記第3の楕円形反射鏡により反射されない前記第1の楕円形反射鏡による一次反射光、又は前記第2の楕円形反射鏡による一次反射光は、前記アパーチャを通過するときに前記中心軸に向かうことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a discharge lamp, a first elliptical reflecting mirror formed by rotating an elliptical arc around a central axis in a longitudinal direction of the discharge lamp, A second elliptical reflector formed by rotating an elliptical arc starting from the edge of the first elliptical reflecting mirror; and an elliptical arc starting from the edge of the second elliptical reflecting mirror. A spotlight including a third elliptical reflecting mirror and an aperture provided facing an opening edge of the third elliptical reflecting mirror, wherein the third elliptical reflecting mirror includes: Either the primary reflected light by the first elliptical reflecting mirror or the primary reflected light by the second elliptical reflecting mirror is reflected as secondary reflected light, and the second reflected light by the third elliptical reflecting mirror is reflected. Next reflected light and the first ellipse not reflected by the third elliptic reflector Primary reflected light from the reflecting mirror, or primary reflected light by the second elliptical reflector, characterized in that toward the central axis as it passes through the aperture.

請求項2の発明は、請求項1のスポットライトにおいて、前記第2の楕円形反射鏡の2つの焦点は、一方が前記放電ランプの発光部に位置され、他方が前記第2の楕円形反射鏡と前記第3の楕円形反射鏡の境界面と前記中心軸との交点に位置されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the spotlight of the first aspect, one of the two focal points of the second elliptical reflecting mirror is positioned at a light emitting portion of the discharge lamp, and the other is the second elliptical reflecting. It is located at the intersection of the boundary surface of the mirror and the third elliptical reflecting mirror and the central axis.

請求項1の発明によれば、第1の楕円形反射鏡による一次反射光、又は第2の楕円形反射鏡による一次反射光のうちいずれか一方が第3の楕円形反射鏡により反射され、他方が反射されずにそのままアパーチャに向かうので、第3の楕円形反射鏡により反射されてアパーチャに到達した光と、反射されずにアパーチャに到達した光とは、アパーチャの平面において上下逆側を通過し、放電ランプの上下の部分から出射された光がアパーチャ位置で混ざり合い、スポット光に色むらが生じない。また、放電ランプから出射されてアパーチャへ向かう光は、アパーチャを通過するときに中心軸に向かう光となるので、レンズ部の比較的中心付近により集光され、レンズ径を拡大するとか、レンズの収差を改善するために非球面レンズを採用するといった対策を取らないコンパクトで簡素な構成であっても、スポット光に色むらが生じず、輪郭がぼやけることがない。   According to the invention of claim 1, either the primary reflected light by the first elliptical reflecting mirror or the primary reflected light by the second elliptical reflecting mirror is reflected by the third elliptical reflecting mirror, Since the other is not reflected and goes to the aperture as it is, the light that is reflected by the third elliptical reflecting mirror and reaches the aperture and the light that reaches the aperture without being reflected are upside down in the plane of the aperture. The light passing through and emitted from the upper and lower portions of the discharge lamp mixes at the aperture position, and the spot light does not have color unevenness. In addition, since the light emitted from the discharge lamp and directed to the aperture becomes light directed to the central axis when passing through the aperture, the light is condensed near the center of the lens portion, and the lens diameter is enlarged, Even with a compact and simple configuration that does not take measures such as adopting an aspheric lens to improve aberrations, spot color does not cause color unevenness and the contour does not blur.

請求項2の発明によれば、第2の楕円形反射鏡の2つの焦点のうち一方が放電ランプの発光部に位置され、他方が第2の楕円形反射鏡と第3の楕円形反射鏡の境界面と中心軸との交点に位置されるので、前記境界面における内径を第2の楕円形反射鏡の内径の最大値よりも小さくでき、反射鏡をコンパクトに構成することができ、ひいては装置全体をコンパクトに構成できる。   According to the invention of claim 2, one of the two focal points of the second elliptical reflecting mirror is located at the light emitting portion of the discharge lamp, and the other is the second elliptical reflecting mirror and the third elliptical reflecting mirror. Therefore, the inner diameter of the boundary surface can be made smaller than the maximum value of the inner diameter of the second elliptical reflecting mirror, and the reflecting mirror can be configured compactly. The entire apparatus can be configured compactly.

以下、本発明の一実施形態に係るスポットライトについて図1乃至図3を参照して説明する。図1は本実施形態のスポットライトの全体を示し、図2は反射鏡部分を拡大して示す。本実施形態のスポットライト1は、鏡筒2内に、光源としてのメタルハライドランプ3(以下、ランプ)と、ランプ3から出射される光を前方(図1、2において右方)へ向かうように反射する反射鏡4と、反射鏡4の前方に設けられたアパーチャ5と、鏡筒2の開口端に設けられたレンズ部6と、を備える。ランプ3は、その長手方向の中心軸7が水平になるように取り付けられ、鏡筒2外の安定器8により電源を供給されて点灯する。なお、ランプ3は、発光管内にナトリウムやスカンジウム等の金属ハロゲン化物と水銀とが混合蒸気として封入され、アーク放電によって発光するものである。   Hereinafter, a spotlight according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 shows the entire spotlight of the present embodiment, and FIG. 2 shows an enlarged view of the reflector portion. The spotlight 1 of the present embodiment has a metal halide lamp 3 (hereinafter referred to as a lamp) as a light source and a light emitted from the lamp 3 directed forward (to the right in FIGS. 1 and 2) in a lens barrel 2. The reflecting mirror 4 which reflects, the aperture 5 provided in front of the reflecting mirror 4, and the lens part 6 provided in the opening end of the lens barrel 2 are provided. The lamp 3 is mounted such that the central axis 7 in the longitudinal direction is horizontal, and is turned on when power is supplied from a ballast 8 outside the lens barrel 2. The lamp 3 is a lamp in which a metal halide such as sodium or scandium and mercury are enclosed as a mixed vapor in an arc tube and emits light by arc discharge.

アパーチャ5は、レンズ部6の焦点位置に設けられ、ランプ3から出射された光を絞る所定径の開口部5aを有する。照射面に形成されるスポット光9の形状は、開口部5aと同一の形状になる。本実施形態では円形であるが、任意の形状とすることができる。   The aperture 5 is provided at the focal position of the lens unit 6, and has an opening 5 a having a predetermined diameter for restricting the light emitted from the lamp 3. The shape of the spot light 9 formed on the irradiated surface is the same as that of the opening 5a. Although it is circular in this embodiment, it can be in any shape.

反射鏡4は、例えば、アルミ板に絞り加工を施して所定形状に成型したもの、あるいはプレス成型したガラス基材にアルミ膜等の光反射膜を成膜して作製したものである。また、反射鏡4は、同一材質により成型された一体物であってもよいし、複数個に分割して作製された割型を接合したものであってもよい。   The reflecting mirror 4 is formed, for example, by drawing an aluminum plate into a predetermined shape, or by forming a light reflecting film such as an aluminum film on a press-molded glass substrate. In addition, the reflecting mirror 4 may be an integrated body molded from the same material, or may be obtained by joining split molds that are produced by dividing into a plurality of parts.

反射鏡4の形状は、図2及び図3に示されるように、異なった焦点を有する3つの楕円形部分41、42、43が組み合されたものである。以下、3つの部分をランプ3寄りの部分から順に第1の楕円形反射鏡41、第2の楕円形反射鏡42、及び第3の楕円形反射鏡43と名付けて説明する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the reflecting mirror 4 is a combination of three oval portions 41, 42, and 43 having different focal points. Hereinafter, the three parts will be described in the order of the first elliptical reflecting mirror 41, the second elliptical reflecting mirror 42, and the third elliptical reflecting mirror 43 in order from the part closer to the lamp 3.

第1の楕円形反射鏡41は、ランプ3の長手方向の中心軸7を回転軸として楕円の円弧を回転して成り、第2の楕円形反射鏡42は、第1の楕円形反射鏡41の縁41pを起点とした楕円の円弧を中心軸7を回転軸として回転して成り、第3の楕円形反射鏡43は、第2の楕円形反射鏡42の縁42pを起点とした楕円の円弧を中心軸7を回転軸として回転して成る。   The first elliptical reflecting mirror 41 is formed by rotating an elliptical arc with the central axis 7 in the longitudinal direction of the lamp 3 as the rotation axis, and the second elliptical reflecting mirror 42 is the first elliptical reflecting mirror 41. The third elliptical reflecting mirror 43 is formed by rotating an elliptical arc starting from the edge 41p of the second elliptical mirror with the central axis 7 as the rotation axis. The arc is rotated about the central axis 7 as a rotation axis.

また、第1の楕円形反射鏡41は、一方の焦点41aがランプ3の発光部に位置され、他方の焦点41bがアパーチャ5よりもレンズ部6寄りの前方に位置される。第2の楕円形反射鏡42は、一方の焦点42aがランプ3の発光部に位置され、他方の焦点42bが、第2の楕円形反射鏡42と第3の楕円形反射鏡43の境界面50と中心軸7との交点Pに位置される。第3の楕円形反射鏡43は、一方の焦点43aが前記交点Pに位置され、他方の焦点43bが、アパーチャ5よりもレンズ部6寄りの前方に位置される。   In the first elliptical reflecting mirror 41, one focal point 41 a is positioned at the light emitting portion of the lamp 3, and the other focal point 41 b is positioned closer to the lens unit 6 than the aperture 5. In the second elliptical reflecting mirror 42, one focal point 42 a is positioned at the light emitting portion of the lamp 3, and the other focal point 42 b is a boundary surface between the second elliptical reflecting mirror 42 and the third elliptical reflecting mirror 43. It is located at the intersection P between 50 and the central axis 7. In the third elliptical reflecting mirror 43, one focal point 43 a is positioned at the intersection P, and the other focal point 43 b is positioned closer to the lens unit 6 than the aperture 5.

なお、第2の楕円形反射鏡42の他方の焦点42bが境界面50と中心軸7との交点Pに位置されるので、境界面50の内径を、第2の楕円形反射鏡42の内径の最大値よりも小さくでき、反射鏡4全体の嵩を小さくすることができる。換言すると、第2の楕円形反射鏡42の形状が前方に向けて開いたラッパ状にならないので、境界面50における反射鏡の内径を小さくすることができ、その分だけ第3の楕円形反射鏡43の径を小さくすることができる。   Since the other focal point 42b of the second elliptical reflecting mirror 42 is positioned at the intersection P between the boundary surface 50 and the central axis 7, the inner diameter of the boundary surface 50 is set to the inner diameter of the second elliptical reflecting mirror 42. And the bulk of the reflecting mirror 4 as a whole can be reduced. In other words, since the shape of the second ellipsoidal reflecting mirror 42 does not become a trumpet shape that opens forward, the inner diameter of the reflecting mirror at the boundary surface 50 can be reduced, and the third ellipsoidal reflecting amount correspondingly. The diameter of the mirror 43 can be reduced.

各楕円形反射鏡41、42、43の形状が上記のようになっているので、第2の楕円形反射鏡42による一次反射光L42a、L42bは、第3の楕円形反射鏡43により二次反射光L43a、L43bとして反射され、第1の楕円形反射鏡41による一次反射光L41a、L41bは、水平に近い緩い角度で収束する光となってアパーチャ5に向かい、第3の楕円形反射鏡43によっては反射されない。   Since the shape of each of the elliptical reflecting mirrors 41, 42, 43 is as described above, the primary reflected light L 42 a, L 42 b from the second elliptical reflecting mirror 42 is secondary by the third elliptical reflecting mirror 43. Reflected as reflected light L43a and L43b, the primary reflected light L41a and L41b from the first elliptical reflecting mirror 41 becomes light that converges at a gentle angle close to the horizontal, and travels toward the aperture 5 to form the third elliptical reflecting mirror. 43 is not reflected.

次に、ランプ3から出射される光がスポット光9を形成するまでの光路について、図2を参照して説明する。ランプ3の下部から出射され第1の楕円形反射鏡41によって反射された一次反射光L41aは、水平に近い緩い角度で中心軸7方向へ向かう光となってアパーチャ5の開口部5aの略下半分を通過し、ランプ3の上部から出射され第1の楕円形反射鏡41によって反射された一次反射光L41bは、同じく水平に近い緩い角度で中心軸7方向へ向かう光となってアパーチャ5の開口部5aの略上半分を通過する。アパーチャ5を通過した一次反射光L41a、L41bは、レンズ部6により集光されてスポット光9を形成する。   Next, an optical path until the light emitted from the lamp 3 forms the spot light 9 will be described with reference to FIG. The primary reflected light L41a emitted from the lower part of the lamp 3 and reflected by the first elliptical reflecting mirror 41 becomes light directed toward the central axis 7 at a gentle angle close to the horizontal and substantially below the opening 5a of the aperture 5. The primary reflected light L41b that has passed through the half and emitted from the upper part of the lamp 3 and reflected by the first elliptical reflecting mirror 41 becomes light directed toward the central axis 7 at a gentle angle close to the horizontal, and the light of the aperture 5 It passes through substantially the upper half of the opening 5a. The primary reflected lights L41a and L41b that have passed through the aperture 5 are condensed by the lens unit 6 to form spot light 9.

これに対して、ランプ3の下部から出射され第2の楕円形反射鏡42によって反射された光L42aは、続いて第3の楕円形反射鏡43によって反射されて二次反射光L43aとなり、比較的急な角度でアパーチャ5の開口部5aの略上半分を通過する。また、ランプ3の上部から出射され第2の楕円形反射鏡42によって反射された光L42bは、続いて第3の楕円形反射鏡43によって反射されて二次反射光L43bとなり、同じく比較的急な角度でアパーチャ5の開口部5aの略下半分を通過する。アパーチャ5を通過した二次反射光L43a、L43bは、レンズ部6により集光されてスポット光9を形成する。   On the other hand, the light L42a emitted from the lower part of the lamp 3 and reflected by the second elliptical reflecting mirror 42 is subsequently reflected by the third elliptical reflecting mirror 43 to become the secondary reflected light L43a. It passes through substantially the upper half of the opening 5a of the aperture 5 at a steep angle. The light L42b emitted from the upper part of the lamp 3 and reflected by the second elliptical reflecting mirror 42 is subsequently reflected by the third elliptical reflecting mirror 43 to become the secondary reflected light L43b, which is also relatively steep. It passes through the substantially lower half of the opening 5a of the aperture 5 at a certain angle. The secondary reflected lights L43a and L43b that have passed through the aperture 5 are condensed by the lens unit 6 to form spot light 9.

以上のように、第1の楕円形反射鏡41に反射されて緩い角度で中心軸7方向へ向かう一次反射光L41a、L41bと、第2、第3の楕円形反射鏡42、43によって順に反射された二次反射光L43a、L43bとは、アパーチャ5位置において上下の位相が逆になるので、光束同士が混ざり合い、ランプ3の上下で出射光の色に差異が生じたときにも、アパーチャ5位置では色むらが生じない。   As described above, the primary reflected light L41a and L41b reflected by the first elliptical reflecting mirror 41 toward the central axis 7 at a gentle angle and the second and third elliptical reflecting mirrors 42 and 43 are sequentially reflected. The secondary reflected light L43a and L43b thus produced have opposite upper and lower phases at the position of the aperture 5, so that even when the light beams are mixed and the color of the emitted light is different above and below the lamp 3, the aperture Color unevenness does not occur at the 5 position.

また、アパーチャ5を通過してレンズ部6へ向かう一次反射光L41a、L41bは、水平に近い緩い角度で中心軸7に向かうので、レンズ部6の中心付近によって集光され、周縁がカットされることがなく、レンズの収差の影響を受けることもない。同様に、アパーチャ5を通過してレンズ部6へ向かう二次反射光L43a、L43bも、中心軸7に向かうので、光束の径が急に拡大することがなく、レンズ部6の中心付近によって集光される。このように、一次反射光L41a、L41b及び二次反射光L43a、L43bが共にレンズ部6の中心付近で集光されるので、レンズ部6の径を拡大したり、収差による影響を取り除くためにレンズ部6のレンズを特殊なものにする必要がない。   Further, the primary reflected lights L41a and L41b that pass through the aperture 5 and travel toward the lens unit 6 travel toward the central axis 7 at a gentle angle close to the horizontal, and thus are condensed near the center of the lens unit 6 and the peripheral edge is cut. And is not affected by lens aberration. Similarly, the secondary reflected lights L43a and L43b that pass through the aperture 5 and travel toward the lens unit 6 also travel toward the central axis 7, so that the diameter of the light beam does not suddenly increase and is collected near the center of the lens unit 6. Lighted. Thus, since the primary reflected light L41a, L41b and the secondary reflected light L43a, L43b are both condensed near the center of the lens unit 6, in order to enlarge the diameter of the lens unit 6 and remove the influence of aberrations. It is not necessary to make the lens of the lens unit 6 special.

そして、前述のように一次反射光L41a、L41bと二次反射光L43a、L43bとは、アパーチャ5位置において光束同士が混ざり合うので、レンズ部6を通過した両反射光L41a、L41b、L43a、L43bによって形成されるスポット光9も色むらを有しない。また、両反射光L41a、L41b、L43a、L43bは、レンズ部6付近でも小径であり、周縁部がカットされたり、レンズの周縁による収差の影響を受けることがないので、このことによってもスポット光9が、輪郭が鮮明で色むらのないものになる。   As described above, the primary reflected light L41a, L41b and the secondary reflected light L43a, L43b are mixed with each other at the position of the aperture 5, so both reflected lights L41a, L41b, L43a, L43b that have passed through the lens unit 6 are mixed. The spot light 9 formed by the above has no color unevenness. Further, both reflected lights L41a, L41b, L43a, and L43b have a small diameter even in the vicinity of the lens portion 6, and the peripheral portion is not cut or affected by aberration due to the peripheral portion of the lens. No. 9 has a clear outline and no color unevenness.

第1の楕円形反射鏡41の焦点41b位置と、第3の楕円形反射鏡43の焦点43b位置について、さらに説明する。第1の楕円形反射鏡41の焦点41bと第3の楕円形反射鏡43の焦点43bは、共にその位置設定に際して、アパーチャ5に近すぎるとアパーチャ5の開口部5aにおける疑似光源としての光の均一性が低下し、遠すぎるとアパーチャ5によってカットされる割合が増加してしまうという事情がある。従って、両焦点41b、43bは、アパーチャ5位置における光の均一性が良好になり、カットされる割合が最小になる位置に設定される。   The focal point 41b position of the first elliptical reflecting mirror 41 and the focal point 43b position of the third elliptical reflecting mirror 43 will be further described. When the focal point 41b of the first elliptical reflecting mirror 41 and the focal point 43b of the third elliptical reflecting mirror 43 are both too close to the aperture 5 when setting their positions, the light as a pseudo light source at the opening 5a of the aperture 5 There is a situation in which the uniformity is reduced, and if it is too far, the ratio of being cut by the aperture 5 increases. Therefore, both the focal points 41b and 43b are set at positions where the uniformity of light at the position of the aperture 5 becomes good and the cut ratio is minimized.

具体的には、図2に示されるように、第1の楕円形反射鏡41の焦点41b位置は、第1の楕円形反射鏡41の最外周に相当する縁41pによって反射された最も外側の一次反射光L41b’がアパーチャ5の開口部5aの縁を通過するように設定される。これにより、一次反射光L41a、L41bの光束のアパーチャ5位置における直径が開口部5aの直径と略同一になって光の均一性が良好になり、しかもアパーチャ5によってカットされる割合を最小にすることができる。   Specifically, as shown in FIG. 2, the position of the focal point 41 b of the first elliptical reflecting mirror 41 is the outermost side reflected by the edge 41 p corresponding to the outermost periphery of the first elliptical reflecting mirror 41. The primary reflected light L41b ′ is set so as to pass through the edge of the opening 5a of the aperture 5. As a result, the diameter of the light beams of the primary reflected light L41a and L41b at the position of the aperture 5 is substantially the same as the diameter of the opening 5a, the light uniformity is improved, and the ratio of being cut by the aperture 5 is minimized. be able to.

同様に、第3の楕円形反射鏡43の焦点43b位置は、第3の楕円形反射鏡43の最外周に相当する開口縁43pによって反射された最も外側の二次反射光L43a’がアパーチャ5の開口部5aの縁を通過するように設定される。これにより、二次反射光L43a、L43bの光束の開口部5aにおける光の均一性が良好になり、しかもアパーチャ5によってカットされる割合を最小にすることができる。   Similarly, the position of the focal point 43b of the third elliptical reflecting mirror 43 is such that the outermost secondary reflected light L43a ′ reflected by the opening edge 43p corresponding to the outermost periphery of the third elliptical reflecting mirror 43 is the aperture 5. It is set to pass through the edge of the opening 5a. Thereby, the uniformity of the light in the opening part 5a of the light flux of the secondary reflected light L43a and L43b is improved, and the ratio cut by the aperture 5 can be minimized.

以上のように、本実施形態のスポットライト1は、第2の楕円形反射鏡42による一次反射光L42a、L42bが第3の楕円形反射鏡43により反射され、第1の楕円形反射鏡41による一次反射光L41a、L41bが反射されずにそのままアパーチャ5に向かうので、両光L42a、L42b、L41a、L41bは、アパーチャ5の平面において上下逆側を通過し、スポット光9に色むらが生じない。また、放電ランプ3から出射されてアパーチャ5へ向かう光は、アパーチャ5を通過するときに中心軸7に向かうので、レンズ部6の中心付近によって集光される。従って、レンズ部6の径を拡大するとか、レンズの収差を改善するために非球面レンズを採用するといった対策を取らないコンパクトで簡素な構成であっても、スポット光9に色むらが生じず、輪郭がぼやけることがない。   As described above, in the spotlight 1 of the present embodiment, the primary reflected light L42a and L42b from the second elliptical reflecting mirror 42 is reflected by the third elliptical reflecting mirror 43, and the first elliptical reflecting mirror 41 is obtained. Since the primary reflected lights L41a and L41b are not reflected and go to the aperture 5 as they are, both the lights L42a, L42b, L41a and L41b pass upside down in the plane of the aperture 5, and the spot light 9 has uneven color. Absent. Further, the light emitted from the discharge lamp 3 and traveling toward the aperture 5 travels toward the central axis 7 when passing through the aperture 5, and thus is collected near the center of the lens unit 6. Accordingly, even if the compact and simple configuration does not take measures such as increasing the diameter of the lens portion 6 or adopting an aspherical lens to improve the aberration of the lens, the spot light 9 does not have color unevenness. , The contour will not blur.

本発明の一実施形態に係るスポットライトの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the spotlight which concerns on one Embodiment of this invention. 同スポットライトの要部と放電ランプから出射された光の光路を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the optical path of the light emitted from the principal part and the discharge lamp of the spotlight. 同スポットライトの反射鏡の斜視図。The perspective view of the reflective mirror of the spotlight. 従来のスポットライトの一例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows an example of the conventional spotlight. 従来のスポットライトの他の例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the conventional spotlight. 従来のスポットライトのさらに他の例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the conventional spotlight.

符号の説明Explanation of symbols

1 スポットライト
3 メタルハライドランプ(放電ランプ)
5 アパーチャ
7 中心軸
41 第1の楕円形反射鏡
41p 第1の楕円形反射鏡の縁
42 第2の楕円形反射鏡
42a 第2の楕円形反射鏡の一方の焦点
42b 第2の楕円形反射鏡の他方の焦点
42p 第2の楕円形反射鏡の縁
43 第3の楕円形反射鏡
43p 第3の楕円形反射鏡の開口縁
50 境界面
L41a、L41b 一次反射光
L43a、L43b 二次反射光
P 交点
1 Spotlight 3 Metal halide lamp (discharge lamp)
5 Aperture 7 Center axis 41 First elliptical reflecting mirror 41p Edge of first elliptical reflecting mirror 42 Second elliptical reflecting mirror 42a One focal point 42b of second elliptical reflecting mirror Second elliptical reflecting The other focal point 42p of the mirror The edge 43 of the second elliptical reflecting mirror 43 The third elliptical reflecting mirror 43p The opening edge 50 of the third elliptical reflecting mirror Boundary surfaces L41a, L41b Primary reflected light L43a, L43b Secondary reflected light P intersection

Claims (2)

放電ランプと、
前記放電ランプの長手方向の中心軸を回転軸として楕円の円弧を回転してなる第1の楕円形反射鏡と、
前記第1の楕円形反射鏡の縁を起点とする楕円の円弧を回転してなる第2の楕円形反射鏡と、
前記第2の楕円形反射鏡の縁を起点とする楕円の円弧を回転してなる第3の楕円形反射鏡と、
前記第3の楕円形反射鏡の開口縁に面して設けられるアパーチャと、を備えるスポットライトであって、
前記第3の楕円形反射鏡は、
前記第1の楕円形反射鏡による一次反射光、又は前記第2の楕円形反射鏡による一次反射光のいずれかを二次反射光として反射するものであり、
前記第3の楕円形反射鏡による二次反射光及び、前記第3の楕円形反射鏡により反射されない前記第1の楕円形反射鏡による一次反射光、又は前記第2の楕円形反射鏡による一次反射光は、前記アパーチャを通過するときに前記中心軸に向かうことを特徴とするスポットライト。
A discharge lamp;
A first elliptical reflecting mirror formed by rotating an elliptical arc around the central axis in the longitudinal direction of the discharge lamp;
A second elliptical reflecting mirror formed by rotating an elliptical arc starting from an edge of the first elliptical reflecting mirror;
A third elliptical reflector formed by rotating an elliptical arc starting from the edge of the second elliptical reflector;
An aperture provided facing an opening edge of the third elliptical reflecting mirror, and a spotlight comprising:
The third elliptical reflector is
The primary reflected light by the first elliptical reflecting mirror or the primary reflected light by the second elliptical reflecting mirror is reflected as secondary reflected light,
Secondary reflected light by the third elliptical reflecting mirror and primary reflected light by the first elliptical reflecting mirror not reflected by the third elliptical reflecting mirror, or primary by the second elliptical reflecting mirror The reflected light travels toward the central axis when passing through the aperture.
前記第2の楕円形反射鏡の2つの焦点は、一方が前記放電ランプの発光部に位置され、他方が前記第2の楕円形反射鏡と前記第3の楕円形反射鏡の境界面と前記中心軸との交点に位置されていることを特徴とする請求項1に記載のスポットライト。   One of the two focal points of the second elliptical reflecting mirror is positioned at the light emitting portion of the discharge lamp, and the other is the boundary surface between the second elliptical reflecting mirror and the third elliptical reflecting mirror, and the The spotlight according to claim 1, wherein the spotlight is located at an intersection with the central axis.
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