JP5586913B2

JP5586913B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP5586913B2
Application number: JP2009231616A
Authority: JP
Inventors: 忠宏神尾; 伸之馬場
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2029-10-05
Also published as: JP2011081954A

Description

本発明は、例えば看板や垂れ幕等の投光照明に用いて好適な照明器具に関する。

従来、光源の光を反射鏡で反射して遠方の所定エリアを照明する照明器具が知られている。また、この種の照明器具では、光源の直射光や反射光をレンズ等で集光しつつ、所定エリアの外に向かう漏れ光をマスクやフードなどでカットすることで、照明範囲を所定エリアに限定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１１１０３２号公報

しかしながら、漏れ光には、反射光のみならず光源の直接光の成分も多分に含まれることから、漏れ光をカットすると、器具効率の低下や照明利用効率の低下を招く、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、照明利用効率を高めることができる照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、回転放物面を有する反射鏡に設けた円形の挿入開口からランプを挿入し、当該反射鏡の焦点位置にランプの発光部を配置し、前記ランプの放射光を前記反射鏡で反射させ略平行光化して照射する照明器具において、前記反射鏡の光軸上に、前記ランプの放射光のうち前記反射鏡に入射せずに進行する直射光が通過する範囲の断面径と前記挿入開口の径とが等しくなる位置に、レンズ径が当該挿入開口の径と同一、或いは、若干小さく、入射した直射光を略平行光化して出射する光学レンズを配置し、前記光学レンズのレンズ径と略同じ径で前記光学レンズから前記光軸と同軸に延びる遮光筒を備え、当該遮光筒の先端が前記反射鏡の照射開口まで延び、前記照射開口を横断するように前記照射開口端からフレームを棒状に延ばして前記遮光筒の先端に結合して支持し、当該遮光筒の他端に前記光学レンズを挿入して内部に収め当該光学レンズの光の入射面を保持したことを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記遮光筒の端部に挿入された光学レンズの光入射側の面を押さえるリング状の押さえ部を備え、該押さえ部を、前記光軸に沿って延び前記遮光筒の外周面に掛止する掛止片で保持したことを特徴とする。

本発明によれば、反射鏡の光軸上に、入射した直射光を略平行光化して出射する光学レンズを配置する構成とした。この構成により、光学レンズによって放射光の直射光が略平行光化されるため、照明器具の出射光が略平行光となり照明利用効率の良い照明器具が実現できる。特に、直射光が通過する範囲の断面径とランプの挿入開口の径とが等しくなる位置に光学レンズを配置し、この光学レンズのレンズ径を当該挿入開口の径と同一、或いは、若干小さくしたため、反射鏡による反射光の光学レンズへの入射を防止して非平行な光の発生を抑制できる。

本発明の実施形態に係る照明装置の斜視図である。照明装置の側面図である。照明器具の反射鏡内の構成を示す図である。遮光筒への平凸レンズの固定構造を示す分解斜視図である。平凸レンズの固定構造の一部を拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る照明器具１の外観構成を示す斜視図であり、図２は照明器具１の側面を示す一部透視側面図である。
照明器具１は、ライトアップ照明や、看板又はサイン広告の投光照明に用いて好適な器具であり、これらの図に示すように、照明器具１は、光源たる放電ランプ２と、この放電ランプ２や安定器（図示せず）等を収容する略筒状の光源筒３と、この光源筒３の開口端３Ａに基部が結合された反射鏡４とを備えている。
反射鏡４は、その反射面４Ａが回転放物面として構成されている。反射鏡４の先端の照射開口５には、透明な前面ガラス６が固定されている。また、この光源筒３には、反射鏡４と光源筒３の重量の中心位置近くに取付角度調整機構を備えたアーム取付片８が一体に形成され、このアーム取付片８にアーム９がボルト９Ａにより回動自在に締結されている。

放電ランプ２には、ＨＩＤランプやメタルハライドランプ等のランプが好適に用いられる。この放電ランプ２は、図２に示すように、発光部としての発光管１０と、当該発光管１０を収容する円筒状の外管１１とを有して構成されている。
また放電ランプ２は、図３に示すように、反射鏡４の光軸Ｋと同軸であり発光管１０が反射鏡４の焦点位置Ｆに位置するように配置される。これにより、発光管１０の放射光のうち反射鏡４の反射面４Ａで反射する反射光Ｌｒは、全て略平行光化されることとなる。

ここで、放電ランプ２の放射光は、上記反射光Ｌｒと、反射鏡４に入射せずに照射開口５から出射される直射光Ｌｄとの２つに分類される。この直射光Ｌｄは、配光制御されずに照射開口５から出射されるため、何ら対策を施さなければ、図３中に仮想線で示すように、直進方向によっては照射開口５から広がりを持って出射される。このため、照明器具１の照射開口５と同程度の照明エリアを照明する際には、該照明エリアの外に向かう光成分の分だけ照明エリアでの照度が低くなり、また、照明エリアの外に対する光は、いわゆる漏れ光となって光害を招くことがある。そこで、出力がワンランク高い放電ランプ２を光源に設けることで照明エリアの照度不足を補い、また、照射開口５にルーバーを設ける構成とすれば、当該照射開口５から光軸Ｋとは非平行に出射される光を遮蔽し漏れ光を防止することができる。しかしながら、この構成においては、ランニングコストが増加し、また、照射開口５にルーパーを設けると装置が大型化し重量が増す、という問題がある。さらに、ルーバーで遮蔽される光の分だけ放電ランプ２の出力が無駄になり、また、軸光度も低下するという問題もある。

そこで、本実施形態の照明器具１においては、次のようにして放射光の直射光Ｌｄを略平行光化して出射することで、照射開口５から光軸Ｋとは略平行に出射されない成分を減らして照明利用効率を高めることとしている。
詳細には、図２及び図３に示すように、照明器具１の反射鏡４の中に、直射光Ｌｄを略平行光化して照射開口５から出射する光学レンズとしての平凸レンズ２０を配置する構成としている。係る構成により、放射光の直射光Ｌｄも反射光Ｌｒと同様に略平行光化されるため、照明利用効率の良い照明器具１が得られることとなる。

直射光Ｌｄの略平行光化について更に詳述する。
上記平凸レンズ２０を、放電ランプ２から放射された全ての直射光Ｌｄが通過するように反射鏡４の中に配置することで、照明器具１の出射光が全て略平行光化される。このとき、反射鏡４の中で直射光Ｌｄが通過する直射光通過範囲Ｇは、発光管１０（焦点位置Ｆ）と照射開口５とを結ぶ直線Ｄで囲まれる、焦点位置Ｆを頂点とした光軸Ｋと同軸の円錐状の範囲となる。すなわち、光軸Ｋに沿って、焦点位置Ｆから所定距離Ｍだけ離れた位置に、その位置における直射光通過範囲Ｇの断面径と同じ大きさのレンズ径Ｐであって、焦点距離が所定距離Ｍと等しい平凸レンズ２０を配置することで、全ての直射光Ｌｄを略平行光化される。

この所定距離Ｍは、直射光Ｌｄを略平行光化するという目的だけであれば、発光管１０から照射開口５に至るまでの間であれば任意に設定できる。しかしながら、所定距離Ｍが大きくなるほど平凸レンズ２０が要するレンズ径が大きくなるため、器具のコストが増大する。これに加え、反射鏡４で反射した反射光Ｌｒの一部が平凸レンズ２０に入射すると、進行方向を光軸Ｋと非平行な方向に向けられ、非平行な成分が生じてしまう。

そこで本実施形態では、反射光Ｌｒが入射しない位置に平凸レンズ２０を配置している。具体的には、反射鏡４の底部４Ｂには、放電ランプ２を挿入し発光管１０を反射鏡４の焦点位置Ｆに位置させるための直径Ｑの円形の挿入開口１４が光軸Ｋと同心に設けられている。この挿入開口１４では反射が生じないため、平凸レンズ２０に要求されるレンズ径Ｐが挿入開口１４の直径Ｑと等しくなる位置に当該平凸レンズ２０を配置すれば、反射光Ｌｒが平凸レンズ２０に入射されることはなく、直射光Ｌｄだけを通すことができ、また、平凸レンズ２０の大きさを必要最小限とすることができる。
このとき、挿入開口１４の開口縁で乱反射した成分の入射の影響を小さくするため、平凸レンズ２０のレンズ径Ｐを挿入開口１４の直径Ｑよりも幅２δだけ若干小さくされている。

また、発光管１０が点光源ではなく所定の大きさを有するため、平凸レンズ２０の焦点位置を発光管１０に合わせたとしても、当該平凸レンズ２０を透過した光の一部に光軸Ｋと非平行な成分が含まれる。そこで、本実施形態では、平凸レンズ２０を透過した光のうち光軸Ｋと非平行な成分を遮光する遮光筒３０を反射鏡４の中に設けている。この遮光筒３０は、平凸レンズ２０と略同一径の筒状に構成され当該平凸レンズ２０と同軸に配置されており、さらに、その内面３０Ａが光の反射を抑制するように黒色に着色されている。これにより、平凸レンズ２０から出射される非平行な成分は、その進行に伴って遮光筒３０の内面３０Ａに入射しカットされることとなる。この遮光筒３０は、平凸レンズ２０の配置位置から照射開口５まで延在し、反射鏡４の内部で可能な限り、平凸レンズ２０から出射された非平行成分を遮光する構成となっている。

次いで、遮光筒３０及び平凸レンズ２０の固定構造について説明する。
遮光筒３０は、図１に示すように、照射開口５側の端部が複数の支持フレーム３２で照射開口５に支持される。また、この遮光筒３０の放電ランプ２側の端部には上記平凸レンズ２０が固定されている。平凸レンズ２０を遮光筒３０に固定する際に、遮光筒３０の外側面に突出部位が存在すると、この突出部位が影となって、照明利用効率の低下を招く虞がある。そこで本実施形態では、遮光筒３０への平凸レンズ２０の固定構造に、次のような構造を採用している。

図４は遮光筒３０への平凸レンズ２０の固定構造を示す分解斜視図であり、図５は固定構造の一部を拡大して示す断面図である。
これらの図に示すように、平凸レンズ２０は、リング状の樹脂製のパッキン４０に挿入され、このパッキン４０とともに遮光筒３０に挿入され、その底部（光の入射面）がリング状の押さえ部４１Ａを有する取付金具４１で抜け落ちないように保持される。この取付金具４１には、押さえ部４１Ａから光軸Ｋに沿って平行に遮光筒３０に向かって延びる複数の板状の掛止片４２が設けられている。各掛止片４２の先端部には内側に向かって折れ曲げられた爪部４２Ａが形成されており、これら爪部４２Ａが遮光筒３０の外周面に形成された引掛孔３１に引っ掛けられることで、取付金具４１が遮光筒３０に固定される。
係る固定構造によれば、遮光筒３０の外側に突出する部位は殆ど無いため、平凸レンズ２０の固定する際に影になる部分を非常に小さくできる。

このように、本実施形態によれば、反射鏡４の光軸Ｋ上に、入射した直射光Ｌｄを略平行光化して出射する平凸レンズ２０を配置する構成とした。この構成により、平凸レンズ２０によって放射光の直射光Ｌｄが略平行光化されるため、照明器具１の出射光が略全て平行光となり照明利用効率の良い照明器具１が得られる。
特に、放電ランプ２の放射光のうち直射光Ｌｄが通過する範囲の断面径と放電ランプ２の挿入開口１４の直径Ｑとが等しくなる位置に平凸レンズ２０を配置し、この平凸レンズ２０のレンズ径Ｐを当該挿入開口１４の直径Ｑと同一、或いは、若干小さくしたため、平凸レンズ２０への反射鏡４による反射光Ｌｒの入射を防止し非平行な光の発生を抑制できる。
これにより、照射光が広がることなく照射エリアを照射するため、放電ランプ２にワンランク低い出力のランプを用いても従来と同程度の照度を達成でき、効率が良く、また、漏れ光の影響のない照明器具１が実現できる。

また本実施形態によれば、平凸レンズ２０と反射鏡４の照射開口５との間に、平凸レンズ２０のレンズ径Ｐと略同じ径の遮光筒３０を光軸Ｋと同軸に設ける構成とした。
この構成により、発光管１０が所定の大きさを有することで生じる、平凸レンズ２０の透過光の非平行な成分を遮光することができ、漏れ光の発生を抑えることができる。

また本実施形態によれば、遮光筒３０の端部に挿入された平凸レンズ２０の光入射側の面を押さえるリング状の押さえ部４１Ａを備え、該押さえ部４１Ａを、光軸Ｋに沿って延び遮光筒３０の外周面に掛止する掛止片４２で保持する構成とした。
この構成により、平凸レンズ２０を遮光筒３０に固定する際に、この遮光筒３０から外側に突出する部位が殆ど無いため、平凸レンズ２０の固定により影になる部分を非常に小さくできる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能であることは勿論である。
例えば、上述した実施形態において、平凸レンズ２０のレンズ径Ｐを挿入開口１４よりもδだけ若干小さくしたが、これに限らず、挿入開口１４と同じ径としても良い。
また例えば、上述した実施形態において、放電ランプ２として、外管１１が円筒状のものを例示したが、これに限らない。すなわち、反射鏡４の外にあるソケットにランプの口金が装着されるとともに該ランプの発光管１０が反射鏡４内の焦点位置Ｆに配置される型のランプであれば、任意のランプを用いることができる。

１照明器具
２放電ランプ（ランプ）
４反射鏡
４Ａ反射面
５照射開口
１０発光管（発光部）
１４挿入開口
２０平凸レンズ（光学レンズ）
３０遮光筒
４１取付金具
４１Ａ押さえ部
４２掛止片
Ｆ焦点位置
Ｇ直射光通過範囲
Ｋ光軸
Ｌｄ直射光
Ｌｒ反射光
Ｐレンズ径
Ｑ挿入開口の直径

Claims

回転放物面を有する反射鏡に設けた円形の挿入開口からランプを挿入し、当該反射鏡の焦点位置にランプの発光部を配置し、前記ランプの放射光を前記反射鏡で反射させ略平行光化して照射する照明器具において、
前記反射鏡の光軸上に、前記ランプの放射光のうち前記反射鏡に入射せずに進行する直射光が通過する範囲の断面径と前記挿入開口の径とが等しくなる位置に、レンズ径が当該挿入開口の径と同一、或いは、若干小さく、入射した直射光を略平行光化して出射する光学レンズを配置し、
前記光学レンズのレンズ径と略同じ径で前記光学レンズから前記光軸と同軸に延びる遮光筒を備え、当該遮光筒の先端が前記反射鏡の照射開口まで延び、前記照射開口を横断するように前記照射開口端からフレームを棒状に延ばして前記遮光筒の先端に結合して支持し、当該遮光筒の他端に前記光学レンズを挿入して内部に収め当該光学レンズの光の入射面を保持した
ことを特徴とする照明器具。
前記遮光筒の端部に挿入された光学レンズの光入射側の面を押さえるリング状の押さえ部を備え、該押さえ部を、前記光軸に沿って延び前記遮光筒の外周面に掛止する掛止片で保持したことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。