JP4220081B2 - 無影灯 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置であって、特に歯科医療、その他の医療に用いられる無影灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯科医療、その他医療に用いられる照明装置は、照明域内に影が発生しないように設計されていることから、通常、無影灯と呼ばれている。この種の無影灯は、図２６に示すように、平面鏡からなる複数のセグメント５３を有する耐熱ガラス製の反射鏡ここでは回転放物面鏡５２、この回転放物面鏡５２を支えるアーム５９、保護カバー５７、光源遮光筒５８、および線状のハロゲンランプまたは他の線状光源からなる光源（以下、線状光源という）５１とを備え、この線状光源５１を回転放物面鏡５２の焦点より前方位置に配置したものが一般的である。
【０００３】
回転放物面鏡５２は、所定の放物線をその頂点を中心に回転させてなる凹状の回転放物面に沿って凹面鏡に形成されており、線状光源５１からの光を線状光源側に反射して、光源から離れた所定の照明域５６へ光を集光させる光通路５５を形成し、患者の患部等の特定の部位のみを照射する。この光通路５５内では、線状光源や、医師の手、その他の遮光物が侵入して部分的に遮光されても高い無影度と照明均斉度を確保し得るものであることが要求される。なお、「無影度」とは、所定の照明域を有する光通路内に遮光物が侵入しても照明域に遮光物による影像が発生しない度合をいい、「照明均斉度」とは、その照明域内において反射光のビームが均一かつ理論的に拡散される度合をいう。
【０００４】
光通路５５の照明域５６の大きさは、線状光源５１の配置位置によって決定される。すなわち、線状光源５１を回転放物面鏡５２の焦点位置に配置した場合、回転放物面鏡５２による反射光のビームは、回転放物面の回転軸すなわち回転放物面鏡５２の光軸と略平行な平行光となるため、照明域５６は回転放物面鏡５２の開口面積と略等しいかこれより大きくなる。一方、線状光源５１を焦点位置より後方に配置した場合は、反射光のビームが拡散されるため照明域５６は回転放物面鏡５２の開口面積より大きくなり、逆に線状光源５１を焦点位置より前方に配置した場合は、反射光のビームが集光されるため照明域５６は回転放物面鏡５２の開口面積より小さくなる。
【０００５】
通常、歯科医療用として無影灯を用いる場合は、線状光源５１を焦点より前方に配置することにより、光通路５５を回転放物面鏡５２より小さい所望の照明域５６へ絞り込んでいる。
このような無影灯の反射鏡としては従来から種々提案されており、その一例として実公昭６１−２５１２３号公報、実公昭６０−３１６９５号公報、実開平３−８８２１５号公報等に開示された先行技術が知られている。
【０００６】
実公昭６１−２５１２３号公報に記載された無影灯用反射鏡（以下、先行技術１という）は、図２７に示すように、高い無影度と照明均斉度を得るために、回転放物面鏡５２の基本放物面上に、この基本放物面の短径を長辺とする長方形の平面鏡からなる多数のセグメント５３を、回転放物面鏡の長径方向に分割して形成し、各セグメントの短幅を無影灯による光通路の長径幅に対応する幅に設定している。
【０００７】
実公昭６０−３１６９５号公報に記載された無影灯用反射鏡（以下、先行技術２という）は、同じく高い無影度と照明均斉度を得るために、回転放物面鏡の基本放物面上に、多数の平面鏡からなるセグメントを回転放物面鏡の主方向（長径方向）および副方向（短径方向）に分割して形成している。各セグメントの長幅と短幅は、光通路の長径幅と短径幅に対応する幅にそれぞれ設定されている。言い換えれば、各セグメントは、反射光のビームを光通路の照明域まで拡散させ得る大きさに形成されている。
【０００８】
実開平３−８８２１５号公報に記載された無影灯（以下、先行技術３という）は、副方向と主方向の光の拡がりを大きくするために、回転放物面鏡または回転楕円面鏡の内面に凸面状の多数の反射面を主方向および副方向に整列して配置し、凸面状反射面の縦幅（短幅）を横幅（長幅）より小さく設定している。
【０００９】
また、他の従来装置として特開平２−６５８５６号公報に開示された歯科診療用無影灯（以下、先行技術４という）が知られている。この先行技術４は、手術野については光を集光して照度を高める機能を有する曲面部分と、手術野の周辺部分については光を分散させて照度を下げる機能を有する曲面部分とで反射鏡を構成している。集光機能を有する曲面部分は球面、放物面、回転楕円面等に形成され、光分散機能を有する曲面部分は集光機能を有する曲面部分の半径より大きな半径を有する球面に形成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の先行技術１〜４においては、いずれも未だ不十分で、高い無影度と照明均斉度を得ることができないという問題があった。
まず、先行技術１においては、図２８に示すように、回転放物面鏡５２の内面を形成する基本放物面５４を焦点が一定、例えば焦点距離がＦａの回転放物面とし、この基本放物面５４上に平面鏡からなる複数のセグメント５３を基本放物面５４の主方向に分割して形成し、さらに各セグメント５３は長辺方向において基本放物面５４と同一の放物面を形成している。
【００１１】
ここで、回転放物面鏡５２のいずれの点で反射された光についても、回転放物面鏡５２から遠く離れた位置において、回転放物面鏡５２の副方向の幅よりも狭い所望の幅の照射域を得るとともに、これら反射光を照射域へ精度よく集光する必要がある。しかし、各セグメント５３がその長辺方向について１つの基本放物面５４に沿って構成されているため、これら２つの要件を満たすことができないという問題点があった。
【００１２】
図２８では、回転放物面鏡５２から遠く離れた位置にある照明域において回転放物面鏡５２のいずれの点で反射された光についても副方向で所望の幅が得られるような基本放物面５４を用いてセグメント５３を形成している。しかし、セグメント５３上で光源５１から遠い位置にある任意の点Ｐ３からの反射光５５ｃによる照明域５６ｃに比較して、光源５１から近い位置にある任意の点Ｐ１からの反射光５５ａによる照明域５６ａが下方にずれてしまう。ここでは、回転放物面鏡５２の上半部のみを示しているが、下半部については上記とは反対に反射光が光通路５の上方にずれる。したがって、照明域の照度は中央部分が最も明るく、上方および下方に向って低下するものとなり、高い無影度が得られず、また照明域を高い照明均斉度で照射することができなくなるという問題点があった。
【００１３】
先行技術２は、平面鏡からなる複数のセグメントを回転放物面鏡の基本放物面を主方向および副方向に分割して形成した点で先行技術１と異なる。しかし、このような構造においても、回転放物面鏡の基本放物面を所定の焦点距離を有する１つの放物面を用いて形成しているので、先行技術１と同様に各反射光について照明域で副方向に所望の幅を得ようとすると、反射光が副方向にずれてしまう。したがって、照明域を高い照明均斉度で照射することができない。
【００１４】
先行技術３は、多数の凸面状の反射面によって横方向と縦方向の光の拡がりを大きくして大きな照明域を得るようにしているので、照明域の照度が低下するという問題があった。
先行技術４は、光を集光して手術野の照度を高める機能を有する曲面部分を、球面、放物面、回転楕円面等で形成しているだけで、前記曲面部分を分割していない点で上記した先行技術１および先行技術２と異なる。しかし、曲面部分の曲率または焦点距離は一定であるため、先行技術１および先行技術２と同様に反射光にずれが生じ、照明域を高い照明均斉度で照射することができないという問題があった。
【００１５】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、異なる点からの反射光を所望の照明域へ効率よく集光でき、高い無影度と照明均斉度を得ることができるようにした無影灯を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明による無影灯は、光源と、この光源からの光を反射して光源側でかつ光源から離れた照明域へ光を集光する凹面鏡とを備え、この凹面鏡を、全体として１つの回転放物面鏡を形成する複数の凹状の鏡面によって構成し、さらに各鏡面に、照明域全体へ個々に光源からの光を反射して集光させる曲面を設け、これら曲面として、凹面鏡の鏡軸上であって光源より手前の位置に焦点を有し、かつそれぞれ個別の焦点距離を有する曲面を用いたものである。また、各鏡面の曲面については、凹面鏡と同一方向に配置された、鏡軸上で光源より手前の位置に焦点を有する複数の補助曲面であって、かつそれぞれ焦点距離が異なる複数の補助曲面のうちのいずれかの補助曲面を基準とし、その補助曲面に対し所定方向に沿って湾曲するように、各鏡面の曲面を形成したものである。
【００１７】
また、光源として、前記凹面鏡の鏡軸上であって、その鏡軸に直交する方向に沿って配置された線状光源を用いた場合、前記光源に近い位置の鏡面が、前記光源から離れた位置の鏡面より焦点距離が長い補助曲面を基準として形成された曲面を有するように構成し、一方、光源として、前記凹面鏡の鏡軸上であって、その鏡軸方向に沿って配置された線状光源を用いた場合、前記光源に近い位置の鏡面が、前記光源から離れた位置の鏡面より焦点距離が短い補助曲面を基準として形成された曲面を有するように構成したものである。
【００１８】
各鏡面の曲面と補助曲面の関係としては、前記光源に近い位置の鏡面から前記光源に遠い位置の鏡面にかけて、少なくとも前記凹面鏡の主方向または副方向のいずれか一方向に連続的あるいは段階的に変化する異なる焦点距離の補助曲面を基準として用いてもよく、また、前記光源に近い位置の鏡面から前記光源に遠い位置の鏡面にかけて、同心状に連続的あるいは段階的に変化する異なる焦点距離の補助曲面を基準として用いてもよい。
【００１９】
各鏡面の曲面の湾曲方向としては、基準とする前記補助曲面に対し少なくとも前記凹面鏡の主方向または副方向のいずれか一方向に沿って湾曲するように形成してもよく、また基準とする前記補助曲面に対し前記凹面鏡の中心から周縁部へ向かう放射方向に沿って湾曲するように形成してもよい。さらに、各補助曲面については、各鏡面の境界においてそれぞれの曲面が連続するようにそれぞれ配置してもよく、それぞれの頂点が前記凹面鏡の鏡軸上の略同一位置となるようにそれぞれ配置してもよい。
【００２０】
各鏡面の曲面は、その端部が隣接する鏡面の曲面端部と一致するように形成してもよく、また、少なくとも前記凹面鏡の主方向または副方向のいずれか一方向にのみ湾曲する、断面が円弧で短冊形状に形成してもよい。
【００２１】
本発明においては、回転放物面鏡の凹面鏡を、凹状の複数の鏡面で構成し、これら鏡面のそれぞれで、所望の照明域全体へ線状光源からの光を反射して集光させるように構成したので、各鏡面の曲面を個別に設定することにより、回転放物面鏡の副方向あるいは主方向の幅よりも狭い所望の幅の照射域へ光が反射されるとともに、これら反射光が照射域へ効率よく集光される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す無影灯の反射鏡部分の正面図、図２（ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図２（ｂ）は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図３は直射光と反射光のビームの角度を示す図、図５はセグメントの一部と光通路の照明域を示す斜視図である。これらの図において、全体を符号１０で示す無影灯用反射鏡は、耐熱ガラス等によって形成された回転放物面鏡１１と、この回転放物面鏡１１の前方に配置された線状光源１およびこの線状光源１からの直射光を遮光する透明なカバー１２等で構成され、前述した図２６と同様にアーム（図示せず）により支持される。
【００２３】
この回転放物面鏡１１は、長径と短径を有する正面視形状が左右方向に長い長方形に形成され、内面が中央部に向かって凹曲面となる凹面鏡１３を形成している。この凹面鏡１３は、全体として１つの回転放物面鏡を形成する複数の凹状の鏡面によって構成されており、各鏡面のそれぞれは、照明域６全体へ線状光源１からの光を反射して集光させる曲面を有している。図１の例では、凹面鏡が主方向に適宜な幅Ｗで複数のセグメント１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，‥，１４ｓ）に分割されるとともに、さらに副方向に領域Ｉ，領域ＩＩ，領域ＩＩＩで分割され、蒸着等の従来周知の技術によってそれぞれの領域で鏡面Ａ，Ｂ，Ｃが形成されている。以下では、凹面鏡１３の左右方向を主方向と呼び、これと直交する上下方向を副方向と呼ぶ。図１では、凹面鏡１３の主方向が長径となり、副方向が短径となるが、主方向および副方向はいずれの方向に設定してもよい。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、セグメント１３に設けられた鏡面Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ異なる焦点距離Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ（Ｆａ＞Ｆｂ＞Ｆｃ）を有する補助曲面Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃに対して所定方向ここでは副方向に沿って凹状に形成されている。各補助曲面Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃは凹面鏡１３の鏡軸１３Ａ上に焦点を有し凹面鏡１３と同一方向に湾曲して配置されている。そして、光源１に最も近い鏡面Ａは、最も長い焦点距離Ｆａを有する補助曲面Ｓａを基準とし、この補助曲面Ｓａに対して所定方向ここでは副方向（すなわちセグメント１３の長辺方向）に沿って湾曲して形成されている。
【００２５】
一方、光源１に最も遠い鏡面Ｃは、最も短い焦点距離Ｆｃを有する補助曲面Ｓｃを基準とし、この補助曲面Ｓｃに対して副方向に沿って湾曲して形成されている。また、中間にある鏡面Ｂは、中間の焦点距離Ｆｂを有する補助曲面Ｓｂを基準とし、この補助曲面Ｓｂに対して副方向に沿って湾曲して形成されている。そして、これら鏡面は、副方向と直交する主方向については平面的に形成されている。なお、各補助曲面は、焦点を有する曲面であればいずれの曲面でもよく、所定の放物線を回転してなる回転放物面の他、楕円面や双曲面であってもよい。
【００２６】
各セグメント１４の幅Ｗは、光通路５の照明域６の長幅に対応する反射光のビームを照射し得る幅に設定されている。
線状光源１は、線状のハロゲンランプ、クリプトンランプ等からなり、フィラメントの長手方向が凹面鏡１３の副方向と一致するように、かつ凹面鏡１３の焦点より前方に位置するように配置されている。
【００２７】
このように本実施の形態においては、回転放物面鏡１１の凹面鏡を、例えば各セグメント１４ａ，１４ｂ，１４ｃ・・・１４ｓのそれぞれについて長辺方向に分割して設けられた凹状の複数の鏡面Ａ，Ｂ，Ｃで構成し、これら鏡面のそれぞれで、照明域６全体へ線状光源１からの光を反射して集光させるように構成したので、各鏡面の曲面を個別に設定することにより、回転放物面鏡の副方向の幅よりも狭い所望の幅の照射域を得るとともに、これら反射光を照射域へ精度よく集光するという２つの要件を同時に満たすことができる。
【００２８】
したがって、従来のように１つの基本放物面Ｓｏで回転放物面鏡を構成した場合と比較して、照明域の位置ズレを生じることなく、所望の照明域６へ線状光源１からの光を個別に効率よく集光できる。これにより、光通路５内において線状光源１や手などの遮光物による影像が発生せず、高い無影度を得ることができ、また照明域６をより高い照明均斉度で照射することができる。なお、後述するように、各鏡面の形成方法については上記説明に限定されるものではなく、各種の形成方法が考えられる。
【００２９】
また、図３（ｂ）に示したように、焦点距離が異なる補助曲面Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃのいずれかを基準として、各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃの曲面を形成するようにしたので、各鏡面において線状光源１からの光を照明域６へ精度よく反射する曲面を容易に設定できる。さらに、副方向において線状光源１すなわち凹面鏡１３の中心に近い鏡面ほど焦点距離が長い補助曲面を用いるようにしたので、従来用いていた１つの基本放物面Ｓｏと比較して、凹面鏡１３の鏡軸に近い鏡面ほどその鏡軸から鏡面までの角度すなわち傾斜角度を大きくすることができ、線状光源１を鏡軸１３Ａに直交配置した場合でも、照明域６の上下方向のズレを大幅に低減できる。なお、各鏡面が基準とする補助曲面の焦点距離は、各鏡面で連続的に変化させてもよく、複数の鏡面ごとに段階的に変化させてもよい。
【００３０】
また、各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃを一方向ここでは副方向にのみ湾曲して形成し、主方向では直線的に形成したので、断面が円弧の短冊形状となり、照射域６において所望の方向でのみ反射光を絞り込むことができる。さらに、各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃの所定方向ここでは主方向の幅を正面視で等しく設定したので、その方向で略等しい幅の照明域６が容易に得られる。
図３では、各補助曲面の頂点Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを鏡軸１３Ａ上でずらして、各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃの境界で、各補助曲面Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが交差するように配置したので、各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃがその境界で連続するものとなり、滑らかな凹面鏡１３を形成でき、照明域６に対して均一に集光できる。
【００３１】
この点について、図４に示すように、各補助曲面の頂点が鏡軸１３Ａ上の同一位置Ｔとなるように配置してもよい。この場合は、凹面鏡１３の鏡軸に近い鏡面ほどその傾斜角度を大きくすることができるともに、線状光源１から鏡面までの距離を図３と比較して長くすることができる。したがって、図４の例では、凹面鏡１３の鏡軸に近い鏡面において、線状光源１から鏡面への入射光の拡がり角度が小さくなるため、凹面鏡１３の全領域にわたって拡がり角度の差が小さくなって全鏡面から照明域へ精度よく反射でき、凹面鏡全体としてさらに優れた集光性が得られる。
【００３２】
ここで、上記した実施の形態においては、セグメント１４の長辺方向における各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃの焦点距離を、中央に向かうにしたがって大きくなるように形成し、線状光源１を長さ方向が凹面鏡１３の短軸方向になるように配置した例を示したが、これに限らず、セグメント１４の長辺方向における各鏡面Ａ，Ｂ，Ｃの焦点距離を中央から外側に向かうにしたがって大きくしてもよい。ただし、図６に示すように線状光源１を基本放物面の副方向に沿って配置すると、中央部分に近づくにつれて線状光源１に近くなる。
【００３３】
このため、各部分Ａ，Ｂ、Ｃの任意の点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６に入射する直射光のビームの角度γ、β，α（または反射光のビームの角度）は略等しくならず（γ＜β＜α）、反射光のビームが下方にずれて光通路５の照明域６が拡大する。この場合、焦点距離Ｆａの部分Ａによる照明域を基準とした場合、他の部分Ｂ，Ｃにおける反射光のビームが下方にずれるので、高い照明均斉度は得られなくなるが、中心部の照度が高い無影灯用反射鏡として用いる場合においては何等問題ない。
【００３４】
しかし、図７に示す第２の実施の形態のように、線状光源１を基本放物面の光軸方向に沿うように配置すると、各部分Ａ，Ｂ，Ｃの任意の点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６に入射する直射光のビームの角度γ、β，α（または反射光のビームの角度）を略等しくすることができるため（γ≒β≒α）、各点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６で反射した反射光のビームは下方にずれず、照明域６の縦方向の全域を均等に照射することができる。したがって、線状光源１を鏡軸１３Ａに沿って配置した場合、この光通路５内に線状光源１や手などの遮光物が侵入していても照明域６には影像が発生せず、高い無影度を得ることができる。また、無影度が向上すれば、光通路５の照明域全体の照度も均一になり、より高い照明均斉度を得ることができる。
【００３５】
図８は本発明の第３の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線断面図、図１０は図８のＸ−Ｘ線断面図、図１１は鏡面と光通路の照明域を示す概略斜視図である。この実施の形態においては、回転放物面鏡１１の凹曲面（凹面鏡１３）を、主方向に３つの領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩに分割し、主方向に沿って配置した線状光源１からの光を各領域で所定の照明域６へそれぞれ反射する５つの鏡面２０（２０ａ〜２０ｅ）を形成している。鏡面２０ａ〜２０ｅは、凹曲面の主方向に分割された各領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩの幅を短辺とし、凹曲面の副方向を長辺とする長方形の放物面鏡に形成されている。
【００３６】
各鏡面２０ａ〜２０ｅは所定の曲面に沿って副方向に湾曲して形成されている。また、各鏡面２０ａ〜２０ｅは、凹曲面の中央に向かうにしたがって焦点距離の大きい補助曲面を基準とし、その主方向に沿って湾曲して形成されている。これにより、両側の鏡面２０ａ，２０ｅの焦点距離はＦｃ、その内側の鏡面２０ｂ，２０ｄの焦点距離はＦｂ、中央の鏡面２０ｃの焦点距離はＦａとなる（Ｆａ＞Ｆｂ＞Ｆｃ）。したがって、各鏡面２０ａ〜２０ｅの焦点距離も異なり、凹面鏡の中央に位置する鏡面ほど大きな焦点距離を有している。
【００３７】
このような構成によれば、主方向において中央に向かうにしたがって焦点距離が大きくなる凹状の鏡面２０ａ〜２０ｅを形成しているので、中央に近い鏡面ほど傾斜角度を大きくすることができる。その結果、図１に示した第１の実施の形態と同様に、線状光源１から出て各鏡面２０ａ〜２０ｅで反射した光を所望の照明域６へ精度よく集光でき、特に主方向での照射域のズレを大幅に低減できる。また各鏡面２０ａ〜２０ｅが副方向にも湾曲しているため、一方向に湾曲している鏡面を用いる場合と比較して、さらに効率よく集光できる。なお、本実施の形態では、線状光源１を主方向に沿って配置した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく副方向に沿って配置してもよい。
【００３８】
図１２は本発明の第４の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図、図１３は鏡面の斜視図である。この実施の形態においては、回転放物面鏡１１の凹曲面（凹面鏡１３）を、副方向に３つの領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩに分割し、それぞれの領域で線状光源１からの光を所定の照明域６へそれぞれ反射する５つの鏡面２１（２１ａ〜２１ｅ）を形成している。各鏡面２１ａ〜２１ｅは、凹曲面の副方向に分割された各領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩの幅を短辺とし、凹曲面の主方向を長辺とする長方形の放物面鏡に形成されている。
【００３９】
各鏡面２１ａ〜２１ｅは所定の曲面に沿って主方向に湾曲して形成されている。また、各鏡面２１ａ〜２１ｅは、凹曲面の中央に向かうにしたがって焦点距離が大きい補助曲面を基準とし、その副方向に沿って湾曲して形成されている。これにより、凹曲面の中央に位置する鏡面２１ｃの焦点距離がＦａで、その上下に位置する鏡面２１ｂ，２１ｄの焦点距離がＦｂで、最上段と最下段の鏡面２１ａ，２１ｅの焦点距離がＦｃとなる（Ｆａ＞Ｆｂ＞Ｆｃ）。したがって、各鏡面２１ａ〜２１ｅの焦点距離も異なり、凹面鏡の中央に位置する鏡面ほど大きな焦点距離を有している。線状光源１は凹面鏡の主方向に沿って配置されているが、副方向に沿って配置してもよい。
【００４０】
このような構造によれば、副方向において中央に向かうにしたがって焦点距離が大きくなる凹状の鏡面２１ａ〜２１ｅを形成しているので、中央に近い鏡面ほど傾斜角度を大きくすることができる。その結果、図１、図８に示した第１および第３の実施の形態と同様に、線状光源１から出て鏡面２１ａ〜２１ｅで反射した光を所望の照明域へ精度よく集光でき、特に副方向での照射域のズレを大幅に低減できる。また各鏡面２１ａ〜２１ｅが主方向にも湾曲しているため、一方向に湾曲している鏡面を用いる場合と比較して、さらに効率よく集光できる。
【００４１】
図１４は本発明の第５の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図、図１６は図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、図１７は鏡面と光通路の照明域を示す斜視図である。この実施の形態においては、回転放物面鏡１１の凹曲面（凹面鏡１３）を、主方向および副方向に複数の領域に分割し、それぞれの領域で線状光源１からの光を所定の照明域６へそれぞれ反射する複数の鏡面２２を形成している。鏡面２２は、凹面鏡の各領域と同様の長方形で、球面または放物面からなる凹面鏡に形成されている。
【００４２】
各鏡面２２の焦点距離は異なり、凹面鏡の中央に近いものほど大きな焦点距離を有している。ここでは、各鏡面２２の焦点距離は、中央の鏡面から周縁の鏡面に向かって、主方向にそれぞれ焦点距離Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ（Ｆａ＞Ｆｂ＞Ｆｃ）が用いられ、副方向にそれぞれ焦点距離Ｆａ’，Ｆｂ’，Ｆｃ’（Ｆａ’＞Ｆｂ’＞Ｆｃ’）が用いられている。線状光源１は凹面鏡の主方向に沿って配置されているが、副方向に沿って配置してもよい。なお、凹面鏡中央付近に位置する鏡面の焦点距離、例えばＦａ，Ｆａ’については、主方向および副方向で同じ値（Ｆａ＝Ｆａ’）を用いてもよい。
【００４３】
このような構造からなる無影灯用反射鏡においては、各鏡面２２の焦点距離を異ならせ、凹面鏡の中央に近いものほど焦点距離を大きくすることにより、中央に近い鏡面ほど線状光源１までの距離が長くなり傾斜角度を大きくしているので、図１、図８、図１２に示した第１、第３および第４の実施の形態と同様に、線状光源１から出て各鏡面２２で反射した光を所望の照明域６へ精度よく集光でき、特に主方向および副方向の両方で照射域のズレを大幅に低減できる。また各鏡面が主方向および副方向の両方で湾曲しているため、一方向に湾曲している鏡面を用いる場合と比較して、さらに効率よく集光できる。
【００４４】
図１８は本発明の第６の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図、図１９は図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図、図２０は図１８のＸＸ−ＸＸ線断面図、図２１は鏡面と光通路の照明域を示す斜視図である。この実施の形態においては、回転放物面鏡１１の凹曲面（凹面鏡１３）を、その中心Ｏを中心として同心状に３つの領域に分割し、それぞれの領域で線状光源１からの光を所定の照明域６へそれぞれ反射する３つの鏡面２３（２３ａ〜２３ｃ）を形成している。各鏡面２３ａ〜２３ｃのうち、鏡面２３ａは円形、鏡面２３ｂはリング状であり、鏡面２３ｃは中央に円形の穴を有し外周形状が回転放物面鏡１１の外形状と一致している。
【００４５】
各鏡面２３ａ〜２３ｃは、凹曲面の中央に向かうにしたがって焦点距離が大きい補助曲面を基準とし、その頂点（中心）から周縁部へ向かう放射方向（経方向）に沿って湾曲して形成されている。これにより、各鏡面２３ａ〜２３ｃは、凹曲面の中央に近いものほど大きな焦点距離を有している。ここで、鏡面２３ａ〜２３ｃとしては、図２２および図２３に示す第７の実施の形態のように楕円形状の回転放物面鏡に形成したものであってもよい。また、図２４および図２５に示す第８の実施の形態のように回転放物面鏡１１の凹曲面（凹面鏡１３）の主方向を長辺とする長方形に形成されたものであってもよい。線状光源１は凹面鏡の主方向に沿って配置されているが、副方向に沿って配置してもよい。
【００４６】
このような構成によれば、中央に向かうにしたがって焦点距離が大きくなる凹状の鏡面２３ａ〜２３ｃを形成しているので、中央に近い鏡面ほど傾斜角度を大きくすることができ、図１、図８、図１２、図１４に示した第１、第３、第４および第５の実施の形態と同様に、線状光源１から出て各鏡面２３ａ〜２３ｃで反射した光を所望の照明域６へ精度よく集光できる。このため、所定の照明域６を有する光通路５内において線状光源１や手などの遮光物による影像が発生せず、高い無影度を得ることができる。また、照明域６を高い照明均斉度で照射することができる。
【００４７】
なお、上記した実施の形態においては、鏡面１４，２０，２１，２２，２３を回転放物面に形成した例を示したが、完全な回転放物面でなくてもよく、これに近似した曲面であってもよい。
また、回転放物面鏡１１の凹曲面すなわち凹面鏡１３を、焦点距離が異なる３つの領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩに画成した例を示したが、３つ以上の領域に画成してもよい。さらに、焦点距離はＦａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆａ’，Ｆｂ’，Ｆｃ’に限らず、設計により適宜変更することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る無影灯によれば、凹状の複数の鏡面で回転放物面鏡の凹面鏡を構成し、これら鏡面のそれぞれで、所望の照明域全体へ線状光源からの光を反射して集光させる曲面を設け、これら曲面として、凹面鏡の鏡軸上であって光源より手前の位置に焦点を有し、かつそれぞれ個別の焦点距離を有する曲面を用いるようにしたので、回転放物面鏡の所定方向（例えば副方向）の幅よりも狭い所望の幅の照射域を得るとともに、これら反射光を照射域へ精度よく集光するという２つの要件を同時に満たすことができる。したがって、光通路内に線状光源や遮光物が侵入していても照明域に影像が発生せず、無影度を向上させることができる。また、無影度が向上すれば照明域をより均一に照射することができ、照明均斉度を向上させることができる。したがって、歯科医療その他の医療に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、および図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図３】 直射光と反射光のビームの角度を示す説明図である。
【図４】 直射光と反射光のビームの角度を示す他の説明図である。
【図５】 鏡面の一部と照明域を示す斜視図である。
【図６】 鏡面の焦点距離を中央部ほど小さくしたときの直射光のビームの角度を示す図である。
【図７】 本発明の第２の実施の形態における直射光のビームの角度を示す図である。
【図８】 本発明の第３の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】 図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】 鏡面と照射ターンの照明域を示す概略斜視図である。
【図１２】 本発明の第４の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図１３】 鏡面の斜視図である。
【図１４】 本発明の第５の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図１５】 図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】 図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】 鏡面と光通路の照明域を示す斜視図である。
【図１８】 本発明の第６の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図１９】 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。
【図２０】 図１８のＸＸ−ＸＸ線断面図である。
【図２１】 鏡面と光通路の照明域を示す斜視図である。
【図２２】 本発明の第７の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図２３】 鏡面と光通路の照明域を示す斜視図である。
【図２４】 本発明の第８の実施の形態を示す無影灯用反射鏡の正面図である。
【図２５】 鏡面と光通路の照明域を示す斜視図である。
【図２６】 一般的な無影灯を示す説明図である。
【図２７】 従来の反射鏡を示す外観図である。
【図２８】 従来の無影灯用反射鏡におけるビームの入射角と反射角を示す図である。
【符号の説明】
１…線状光源、２…回転放物面鏡、３…凹面鏡、５…光通路、６…照明域、１０…無影灯用反射鏡、１１…回転放物面鏡、１２…カバー、１３…凹面鏡、１３Ａ…鏡軸（凹面鏡）、Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ…領域、Ａ，Ｂ，Ｃ，１４，２０，２１，２２，２３…鏡面、Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆａ’，Ｆｂ’，Ｆｃ’…焦点距離、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ…補助曲面。

Claims (12)

1. 光源と、この光源からの光を反射して光源側でかつ光源から離れた照明域へ光を集光する凹面鏡とを備え、
   この凹面鏡は、全体として１つの回転放物面鏡を形成する複数の凹状の鏡面によって構成され、
   各鏡面は、前記照明域全体へ個々に前記光源からの光を反射して集光させる曲面を有し、
   前記各鏡面の曲面は、前記凹面鏡の鏡軸上であって前記光源より手前の位置に焦点を有し、かつそれぞれ個別の焦点距離を有することを特徴とする無影灯。
2. 請求項１記載の無影灯において、
   前記各鏡面の曲面は、前記凹面鏡と同一方向に配置された、前記鏡軸上で前記光源より手前の位置に焦点を有する複数の補助曲面であって、かつそれぞれ焦点距離が異なる複数の補助曲面のうちのいずれかの補助曲面を基準とし、その補助曲面に対し所定方向に沿って湾曲して形成されていることを特徴とする無影灯。
3. 請求項２記載の無影灯において、
   前記光源は、前記凹面鏡の鏡軸上であって、その鏡軸に直交する方向に沿って配置された線状光源からなり、
   前記光源に近い位置の鏡面は、前記光源から離れた位置の鏡面より焦点距離が長い補助曲面を基準として形成された曲面を有することを特徴とする無影灯。
4. 請求項２記載の無影灯において、
   前記光源は、前記凹面鏡の鏡軸上であって、その鏡軸方向に沿って配置された線状光源からなり、
   前記光源に近い位置の鏡面は、前記光源から離れた位置の鏡面より焦点距離が短い補助曲面を基準として形成された曲面を有することを特徴とする無影灯。
5. 請求項２記載の無影灯において、
   前記各鏡面の曲面は、前記光源に近い位置の鏡面から前記光源に遠い位置の鏡面にかけて、少なくとも前記凹面鏡の主方向または副方向のいずれか一方向に連続的あるいは段階的に変化する異なる焦点距離の補助曲面を基準として形成されていることを特徴とする無影灯。
6. 請求項２記載の無影灯において、
   前記各鏡面の曲面は、前記光源に近い位置の鏡面から前記光源に遠い位置の鏡面にかけて、同心状に連続的あるいは段階的に変化する異なる焦点距離の補助曲面を基準として形成されていることを特徴とする無影灯。
7. 請求項２記載の無影灯において、
   前記各鏡面の曲面は、基準とする前記補助曲面に対し少なくとも前記凹面鏡の主方向または副方向のいずれか一方向に沿って湾曲するように形成されていることを特徴とする無影灯。
8. 請求項２記載の無影灯において、
   前記各鏡面の曲面は、基準とする前記補助曲面に対し前記凹面鏡の中心から周縁部へ向かう放射方向に沿って湾曲するように形成されていることを特徴とする無影灯。
9. 請求項２記載の無影灯において、
   前記各補助曲面は、各鏡面の境界においてそれぞれの曲面が連続するようにそれぞれ配置されていることを特徴とする無影灯。
10. 請求項２記載の無影灯において、
    前記各補助曲面は、これらの頂点が前記凹面鏡の鏡軸上の略同一位置となるようにそれぞれ配置されていることを特徴とする無影灯。
11. 請求項１記載の無影灯において、
    前記各鏡面の曲面は、その端部が隣接する鏡面の曲面端部と一致するように形成されていることを特徴とする無影灯。
12. 請求項１記載の無影灯において、
    前記各鏡面の曲面は、少なくとも前記凹面鏡の主方向または副方向のいずれか一方向にのみ湾曲する、断面が円弧で短冊形状に形成されていることを特徴とする無影灯。

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