JPH0358483B2 - - Google Patents

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JPH0358483B2
JPH0358483B2 JP58194053A JP19405383A JPH0358483B2 JP H0358483 B2 JPH0358483 B2 JP H0358483B2 JP 58194053 A JP58194053 A JP 58194053A JP 19405383 A JP19405383 A JP 19405383A JP H0358483 B2 JPH0358483 B2 JP H0358483B2
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angle
light
light source
optical axis
tan
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JP58194053A
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Yutaka Nakada
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Ichikoh Industries Ltd
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Ichikoh Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は照明灯具用の反射鏡に係り、特に、そ
の焦点を光源位置に一致せしめて設置し、該光源
から出射した光束の一部を前方に向けて反射する
ために用いられる反射鏡に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a reflecting mirror for a lighting device, and in particular, the mirror is installed so that its focal point coincides with the light source position, and is used to reflect a portion of the luminous flux emitted from the light source toward the front. This relates to a reflecting mirror used in

第1図はこの種の従来の反射鏡1を備えた照明
灯の、光軸Z−Zを含む断面図である。従来一般
に、上記の反射鏡1は回転放物面状に構成され、
その焦点Fに設けられた光源2から出射した光束
の1部を、光軸Z−Zと平行に反射する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an illumination lamp including a conventional reflecting mirror 1 of this type, including the optical axis Z--Z. Conventionally, the above-mentioned reflecting mirror 1 is generally configured in the shape of a paraboloid of revolution,
A part of the light beam emitted from the light source 2 provided at the focal point F is reflected in parallel to the optical axis Z-Z.

上記のようにして反射された平行光束を調光し
て所望の配光パターンを得るため、反射鏡1の前
方開口部を覆つてレンズ3が取り付けられる。第
2図は上記レンズ3の部分的正面図である。
A lens 3 is attached to cover the front opening of the reflecting mirror 1 in order to obtain a desired light distribution pattern by dimming the parallel light beam reflected as described above. FIG. 2 is a partial front view of the lens 3.

第1図には、光源2から出射して反射鏡2で反
射された光を矢印イ,ロ〜ト及びイ′,ロ′〜ト′
で示してある。図示を省略したが上記矢印の他
に、光源2から直接前方(図の左方)に出射する
光もある。
In Fig. 1, the light emitted from the light source 2 and reflected by the reflecting mirror 2 is shown by arrows A, R ~ and I', R' ~ T'.
It is shown. Although not shown, in addition to the above-mentioned arrows, there is also light that is emitted directly forward (to the left in the figure) from the light source 2.

前記のレンズ3として、一般に多数の凹形球面
を形成した球面プリズム、若しくは多数の凹形円
柱面を形成したカマボコ形プリズムが用いられ
る。第1図に示した矢印チ〜ヲは、光軸Z−Zに
平行に反射された光束がプリズム面3aで散光さ
れる状態を示している。
As the lens 3, a spherical prism having a large number of concave spherical surfaces or a semicylindrical prism having a large number of concave cylindrical surfaces is generally used. Arrows 1 to 1 in FIG. 1 indicate a state in which a light beam reflected parallel to the optical axis Z-Z is scattered by the prism surface 3a.

第3図は、球面プリズムを形成したレンズを用
いた場合、光軸Z−Zと垂直にスクリーン(図示
せず)を置いたときの配光パターンを示し、H−
Hは水平軸、V−Vは垂直軸である。
Figure 3 shows the light distribution pattern when a screen (not shown) is placed perpendicular to the optical axis Z-Z when a lens formed with a spherical prism is used;
H is the horizontal axis and V-V is the vertical axis.

上記の水平軸H−H上における光度分布は第4
図に示すごとく中央部で最大光度となり、周辺へ
近づくにつれて光度が減少する。こうした傾向は
従来一般に用いられているこの種の照明灯に共通
しているが、この光度分布カーブを設計的意図に
基づいて所望の如く制御することは困難である。
The luminous intensity distribution on the horizontal axis H-H above is the fourth
As shown in the figure, the brightness reaches its maximum in the center and decreases as it approaches the periphery. Although this tendency is common to this type of illumination lamp that has been generally used in the past, it is difficult to control this luminous intensity distribution curve as desired based on the design intention.

第5図はカマボコ形プリズムを形成したレンズ
を用いた場合の配光パターンを示す。カマボコ形
プリズムを用いた場合も、その光度分布カーブを
所望の如く制御することは困難である。
FIG. 5 shows a light distribution pattern when a lens having a semicylindrical prism is used. Even when a semicylindrical prism is used, it is difficult to control the light intensity distribution curve as desired.

従来、この種の照明灯の配光を所望のパターン
に近づけるため、レンズ3に設けるプリズムの設
計に関して種々の工夫が試みられているが、肉厚
のプリズムや複雑な形状のプリズムは製造コスト
が高く、また、プリズム形状によつて配光パター
ンを意のままに制御することは不可能である。前
掲の第4図や第5図のような従来例の配光パター
ンが好適であるような灯具も有るが、また、この
ような配光パターンが望ましくない場合も有る。
Conventionally, in order to bring the light distribution of this type of illumination light closer to the desired pattern, various attempts have been made to design the prism provided in the lens 3, but thick prisms or prisms with complicated shapes are expensive to manufacture. Moreover, it is impossible to control the light distribution pattern as desired by the prism shape. Although there are some lamps for which conventional light distribution patterns such as those shown in FIGS. 4 and 5 are suitable, there are also cases where such light distribution patterns are undesirable.

例えばこれを作業灯に用いた場合、中央部に照
度の大きい区域が有るため、照明範囲内の周辺部
が実際よりも暗く感じられる。
For example, when this is used as a work light, there is an area with high illuminance in the center, so the peripheral area within the illumination range appears darker than it actually is.

更に、従来この種の照明灯は第1図に示すよう
に、反射鏡1の奥行寸法Lに比して前面開口部の
径Dが大きく、このため当該照明灯の設置所要面
積が大きい。また、例えば作業灯などに用いた場
合、レンズ面積が大きいので障害物などの衝突に
よつて損傷を蒙る危険率が高い。こうした不具合
を解消するため、実線で示したレンズ3を仮想線
3′の位置まで後退させてレンズ面積を縮小させ
ると、光源2から出射する光束の有効利用率が減
少する。
Furthermore, as shown in FIG. 1, conventional illuminating lights of this type have a diameter D of the front opening larger than the depth L of the reflecting mirror 1, and therefore the area required for installation of the illuminating lights is large. Further, when used in a work light, for example, the lens area is large, so there is a high risk of damage due to collision with an obstacle. In order to solve this problem, if the lens 3 shown by the solid line is moved back to the position of the imaginary line 3' to reduce the lens area, the effective utilization rate of the luminous flux emitted from the light source 2 will be reduced.

本発明は上述の事情に鑑み、従来装置の欠点を
解消すべく為されたもので、その目的とするとこ
ろは配光特性を任意に設定することができ、しか
も、簡単で面積の小さいレンズを用いても光源か
ら出る光の有効利用率を大きく構成し得る灯具用
反射鏡を提供しようとするものである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention was devised to eliminate the drawbacks of conventional devices.The purpose of the present invention is to enable the light distribution characteristics to be arbitrarily set, and to provide a simple lens with a small area. It is an object of the present invention to provide a reflector for a lamp that can greatly increase the effective utilization rate of light emitted from a light source.

上記の目的を達成するため、本発明の灯具用反
射鏡は、光源から反射面に向けて入射する光の光
軸に対する角度θと、光源の光度0と、反射光
の光軸に対する角度αとを 0cosθ=Asinα−(B+Aα)cosα+C ……(1) なる関係に保つと共に、光源から出射した光が光
軸に対して角度θで入射する点の座標(x1、z1
と、同じく角度θ+Δθで入射する点の座標(x2
z2)との関係が、 x2=x1tan(θ−α/2)−z1/cot(θ+Δθ)+tan
(θ−α/2)……(2) z2=−{x1tan(θ−α/2)−z1}/1+tan(θ+Δ
θ)+tan(θ−α/2)……(3) によつて表わされる連続曲線をZ軸の回りに回転
せしめてなる曲面を有し、かつ、前記の角度θを
θ≧0、角度αをα≦0に設定すると共に、角度
θの増加に伴つて角度αが増加するように設定し
たことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the reflector for a lamp of the present invention has an angle θ with respect to the optical axis of the light incident from the light source toward the reflecting surface, a luminous intensity of the light source of 0 , and an angle α of the reflected light with respect to the optical axis. 0 cosθ=Asinα−(B+Aα)cosα+C ……(1) While maintaining the relationship as follows, the coordinates (x 1 , z 1 ) of the point where the light emitted from the light source is incident at an angle θ with respect to the optical axis
And the coordinates of the point of incidence at the same angle θ + Δθ (x 2 ,
z 2 ) is x 2 = x 1 tan (θ − α / 2) − z 1 / cot (θ + Δθ) + tan
(θ−α/2)……(2) z 2 =−{x 1 tan(θ−α/2)−z 1 }/1+tan(θ+Δ
θ)+tan(θ−α/2)……(3) It has a curved surface formed by rotating the continuous curve represented by is set to α≦0, and the angle α is set to increase as the angle θ increases.

第6図は上記の数式に示された角度θおよび角
度αの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the angle θ and the angle α shown in the above formula.

光源位置Fから矢印ワの如く反射鏡面Mに入射
する光について考察する。点カは入射点であり、
1点鎖線で示したZ′は入射点カを通つて光軸Z−
Zに平行な線である。矢印ヨは、入射点カにおけ
る反射光を示す。この場合、光源から反射鏡に向
けて入射する光(矢印ワ)の光軸に対する角度
θ、並びに、反射光(矢印ヨ)の光軸に対する角
度αはそれぞれ図示の如くである。
Let us consider the light that enters the reflective mirror surface M from the light source position F as shown by arrow W. Point A is the point of incidence,
Z′ shown by a dashed-dotted line passes through the incident point to the optical axis Z-
It is a line parallel to Z. Arrow y indicates reflected light at the incident point. In this case, the angle θ of the light (arrow wa) incident from the light source toward the reflecting mirror with respect to the optical axis, and the angle α of the reflected light (arrow y) with respect to the optical axis are as shown in the figure.

上記の角度θが更に微小角Δθだけ増加すると、
入射光は矢印タの如くになり、入射点レで矢印ソ
の如く反射される。Z″は入射点レを通つて光軸
Z−Zに平行な線である。
When the above angle θ is further increased by a small angle Δθ,
The incident light becomes as shown by the arrow T, and is reflected at the incident point as shown by the arrow S. Z″ is a line passing through the point of incidence and parallel to the optical axis Z-Z.

仮想線矢印ヨ′は、説明の便宜上付記したもの
で、入射点レを通つて前記の反射光矢印ヨに平行
に描いた仮想の線であつて、線Z″に対して角α
を為している。
The imaginary line arrow Y' is added for the convenience of explanation, and is an imaginary line drawn parallel to the reflected light arrow Y through the incident point R, and is at an angle α with respect to the line Z''.
are doing.

前記の如く、反射面Mに入射する光が矢印ワか
ら同タに変化し、これに伴つて光軸と為す角がθ
からθ+Δθに増加したとき、反射光矢印ヨが光
軸に対して為す角αに比して、反射光矢印ソが光
軸に対して為す角はα+Δαとなり、Δαだけ変化
する。本発明の反射鏡において、角θ、角αは、
光軸Z−Zに対して外向き方向を正とし、内向き
方向を負として表わすものとする。本発明の構成
において、角度θの増加に伴つて角度αが増加す
るとは、第6図においてΔαの値が正であること
を意味している。即ち、矢印ソが矢印ヨ′に対し
て右回り方向となる。従つて矢印ヨと同ソとは完
全に平行とならず、僅かに拡散方向になる。
As mentioned above, the light incident on the reflective surface M changes from arrow wa to arrow ta, and as a result, the angle it makes with the optical axis becomes θ.
When the angle increases from θ to θ+Δθ, compared to the angle α that the reflected light arrow Y makes with the optical axis, the angle that the reflected light arrow SO makes with the optical axis becomes α+Δα, which changes by Δα. In the reflecting mirror of the present invention, the angle θ and the angle α are
The outward direction with respect to the optical axis Z-Z is expressed as positive, and the inward direction is expressed as negative. In the configuration of the present invention, the fact that the angle α increases as the angle θ increases means that the value of Δα in FIG. 6 is positive. In other words, the arrow ``S'' is in a clockwise direction relative to the arrow ``Y''. Therefore, the arrows y and y are not completely parallel, but are slightly in the direction of divergence.

なお、一般に、凹面鏡における焦点とは、入射
した平行光束が交わる点を言うが、本発明の反射
面Mは上述のように構成してあるため、平行光束
が入射しても完全に1点に集光しない。従つて本
発明の反射鏡において焦点とは、平行に入射した
光束が集束されて最大密度になる点を言うものと
する。
Generally, the focal point of a concave mirror refers to the point where the incident parallel light beams intersect; however, since the reflecting surface M of the present invention is configured as described above, even if the parallel light beams are incident, they are completely focused on one point. Does not focus light. Therefore, in the reflecting mirror of the present invention, the focal point refers to the point where the parallel incident light beams are focused and have the maximum density.

次に、本発明の1実施例を第6図ないし第9図
について説明する。
Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

第6図に示すようには角度θの入射点カの座標
を(x1、z1)とし、角度θ+Δθの入射点レの座
標を(x2、z2)とする。そして、これらの座標の
関係を前掲の(2)式、(3)式に示すように保ち、以下
に詳述するように解析数学的手法を用いて曲線M
を求める。この曲線Mは、後にZ軸の回りに回転
させて反射面の立体的形状を求めるための、Z−
X面上の図形である。
As shown in FIG. 6, the coordinates of the incident point F at the angle θ are (x 1 , z 1 ), and the coordinates of the incident point R at the angle θ+Δθ are (x 2 , z 2 ). Then, keeping the relationship between these coordinates as shown in equations (2) and (3) above, the curve M is calculated using analytical mathematical techniques as detailed below.
seek. This curve M is later rotated around the Z axis to determine the three-dimensional shape of the reflecting surface.
It is a figure on the X plane.

即ち、いま光度分布I0=f(α)の円形配光パ
ターンを得るためのリフレクタ形状を求める場合
について考えると、 上記のI0=f(α)は、所望の配光をαの関数
として表わしたものであつて、このようにして先
ずαの値を設計的に決定し、次いで後述のように
してθを求める。このθを使用して、前述の(2),
(3)式から反射鏡の形状が求められる。
In other words, if we consider the case of finding a reflector shape to obtain a circular light distribution pattern with luminous intensity distribution I 0 = f (α), the above I 0 = f (α) can be calculated using the desired light distribution as a function of α. In this way, first the value of α is determined by design, and then θ is determined as described below. Using this θ, the above (2),
The shape of the reflecting mirror can be found from equation (3).

光源は焦点Fに位置せしめた点光源であるとす
る。
It is assumed that the light source is a point light source located at a focal point F.

図示の角θは変数であるが、その最小値は零で
はない。
Although the illustrated angle θ is a variable, its minimum value is not zero.

その理由は、曲線MとZ軸との交点付近には光
源バルブを装着するためのバルブソケツト(図示
省略)が設けられるので、上記曲線MとZ軸との
交点(リフレクタの中心部)は反射鏡として機能
し得ないからである。
The reason is that a bulb socket (not shown) for mounting the light source bulb is provided near the intersection of the curve M and the Z-axis, so the intersection of the curve M and the Z-axis (the center of the reflector) is located near the reflector. This is because it cannot function as a

上記θの最小値をθ0とし、これを初期値とし
て、微小角度Δθずつ増大させつつ曲線Mを順次
に描いてゆく。
The minimum value of θ above is set as θ 0 , and using this as an initial value, the curve M is sequentially drawn while increasing the minute angle Δθ.

本発明を適用してリフレクタの形状を設計的に
求める場合、入射角θの初期値θ0は tan-1(x0/z0) となる。点(x0,z0)は、X−Z面上のリフレク
タの初期値である。
When the shape of the reflector is determined by design by applying the present invention, the initial value θ 0 of the incident angle θ becomes tan −1 (x 0 /z 0 ). The point (x 0 , z 0 ) is the initial value of the reflector on the XZ plane.

実際の設計業務においては、上記の角θ0の値は
設計条件として与えられる。
In actual design work, the value of the above angle θ 0 is given as a design condition.

またΔθの値は設計者が任意に設定し得る微小
値であつて、この微小角度Δθずつ入射角を増加
させつつ、点カ、点レの順に曲線Mを求めてゆ
く。この場合の角Δθは、例えば0.01°といつた微
小角とすることが適正である。
The value of Δθ is a small value that can be arbitrarily set by the designer, and the curve M is obtained in the order of missing points and missing points while increasing the incident angle by this small angle Δθ. In this case, it is appropriate that the angle Δθ be a very small angle, for example, 0.01°.

入射角をΔθ=0.01°ずつ増加させつつ例えばθ
=60°をカバーしようとすると、約6000回の計算
を繰り返すことになる。
For example, while increasing the incident angle by Δθ=0.01°,
If you try to cover = 60°, you will need to repeat the calculation about 6000 times.

こうした計算を手計算で行なうことは極めて困
難であるが電子計算機によれば迅速かつ容易に行
い得る。
Although it is extremely difficult to perform such calculations manually, they can be performed quickly and easily using an electronic computer.

第6図の焦点Fに位置せしめた光源からリフレ
クタ上の微小部分(カ〜レ)に入射する光の立体
角をΔWinとすると、該立体角ΔWinは、 ΔWin=2π(cosθ−cos(θ+Δθ)) ……(4) となる。
Letting ΔWin be the solid angle of the light that enters a minute portion (curve) on the reflector from the light source located at the focal point F in Figure 6, the solid angle ΔWin is ΔWin=2π(cosθ−cos(θ+Δθ) ) ...(4) becomes.

また、リフレクタ上の微小部分(カ〜レ)で反
射して広がつてゆく光の立体角ΔWoutは、 ΔWout=2π(cosα−cos(α+Δα)) ……(5) そこで、光源光度I0と配光光度分布I=f(α)
との関係は、(4),(5)式から I=I0ΔWin/ΔWout=I0cosθ−cos(θ+Δθ)/c
osα−cos(α+Δα)……(6) ここでΔθおよびΔαを無限小ならしめると I=I0sinθ/sinα×dθ/dα ……(7) が得られる。
Also, the solid angle ΔWout of the light that is reflected and spread by a minute part (curve) on the reflector is ΔWout=2π(cosα−cos(α+Δα))...(5) Therefore, the light source luminous intensity I 0 and Light distribution luminous intensity distribution I=f(α)
From equations (4) and (5 ) , the relationship with
osα−cos(α+Δα)……(6) Here, if Δθ and Δα are made infinitely small, I=I 0 sinθ/sinα×dθ/dα……(7) is obtained.

配光光度分布Iを、出射光の出射角αの1次関
数 f(α)=Aα+B ……(8) とする。
Let the light intensity distribution I be a linear function of the output angle α of the emitted light: f(α)=Aα+B (8).

上掲の(7),(8)式から入射角θと出射角αとの関
係を求めると −I0cosθ=Asinα−(B+Aα)cosα+C ……(9) が得られる。ただしCは積分常数であつて、設計
の初期条件によつて定める。
When the relationship between the incident angle θ and the exit angle α is determined from the above equations (7) and (8), −I 0 cos θ=Asin α−(B+Aα) cos α+C (9) is obtained. However, C is an integral constant and is determined by the initial conditions of the design.

上掲の(8),(9)式を用いて、第6図に示した点カ
の座標(x1、z1)および点レの座標(x2、z2)を
求めると、前掲の(2),(3)式が得られる。
Using equations (8) and (9) above, we can find the coordinates of the point (x 1 , z 1 ) and the point (x 2 , z 2 ) of the point shown in Figure 6. Equations (2) and (3) are obtained.

この(2),(3)式に基づいて曲線Mを求め、この曲
線Mを光軸Z−Zの回りに回転させると光軸を中
心軸とする回転面が得られる。
A curve M is determined based on these equations (2) and (3), and when this curve M is rotated around the optical axis Z-Z, a rotating surface with the optical axis as the central axis is obtained.

この回転面の全部若しくは一部を反射面とする
反射鏡4(第7図)を構成する。同図に示した5
は、上記反射鏡4の前面に装着したレンズであ
る。
A reflecting mirror 4 (FIG. 7) is constructed in which all or part of this rotating surface serves as a reflecting surface. 5 shown in the same figure
is a lens attached to the front surface of the reflecting mirror 4.

そして、第8図に示したように所望の配光曲線
を設定する。第9図はその配光パターンである。
これらの図表に示した所望の配光特性を得るため
には、前記の曲線Mを次のようにして算出する。
Then, a desired light distribution curve is set as shown in FIG. FIG. 9 shows the light distribution pattern.
In order to obtain the desired light distribution characteristics shown in these charts, the above-mentioned curve M is calculated as follows.

第7図に示したa,b〜fの各点は、それぞれ
光源2から出射した光の入射点である。矢印Ra
〜Rfは上記各入射点における反射光を示す。
Points a, b to f shown in FIG. 7 are points of incidence of light emitted from the light source 2, respectively. Arrow R a
~R f indicates the reflected light at each of the above incident points.

上記の反射光Ra〜Rfが光軸Z−Zに対して為
す角度をそれぞれαa〜αfとする。
The angles that the reflected lights R a to R f make with respect to the optical axis Z-Z are α a to α f , respectively.

第8図は、灯具前方に設けたスクリーン上にお
ける光度分布を示す図表である。
FIG. 8 is a chart showing the luminous intensity distribution on the screen provided in front of the lamp.

H−Hはスクリーン上の水平線で、その上に前
記の角度αa〜αeをとつてある。
H--H is the horizontal line on the screen, on which the angles α a to α e are taken.

中心の縦軸は光度Iを表わしている。この中心
縦軸とH−H線との交点に、仮想の反射角α0を想
定する。
The central vertical axis represents the luminous intensity I. A virtual reflection angle α 0 is assumed at the intersection of this central vertical axis and the H-H line.

この第8図に表わされている光度分布曲線は設
計者の意図を1次関数(直線)で表わしたもので
あつて、 I=f(α)=Aα+B である。
The light intensity distribution curve shown in FIG. 8 expresses the designer's intention as a linear function (straight line), and I=f(α)=Aα+B.

f(α0)=I0 f(αe)=Iend と表わしてある。 It is expressed as f(α 0 )=I 0 f(α e )=Iend.

α−α0/α0−αe=f(α)−I0/I0−I
end f(α)=I0−Iend/α0−αe(α−α0)+I
0 ∴A=I0−Iend/α0−αend この定数Aは光度の傾斜を意味し、定数Bは次
の式で表わされる。
α−α 00 −α e =f(α)−I 0 /I 0 −I
end f(α)=I 0 −Iend/α 0 −α e (α−α 0 )+I
0 ∴A=I 0 −Iend/α 0 −αend This constant A means the slope of luminous intensity, and the constant B is expressed by the following formula.

B=−Aα0+I0 この第8図に示した光度分布図表は水平線H−
Hに沿つて表わしたものであるが、本発明に係る
反射鏡は回転面によつて構成されているので、図
示の線H−Hを傾斜させても光度分布は同様であ
る。その結果、第9図のような円形の配光パター
ンが得られる。
B=-Aα 0 +I 0 The luminous intensity distribution chart shown in Fig. 8 shows the horizontal line H-
Although shown along line H, since the reflecting mirror according to the present invention is constituted by a rotating surface, the luminous intensity distribution is the same even if the line H--H shown in the figure is inclined. As a result, a circular light distribution pattern as shown in FIG. 9 is obtained.

前掲の第(1)式における0は光源光度を表わし
ている。同式(1)のCは、 C=0cosθ0−Asinα0+(B+Aα0)cosα0によつ
て得られる。ただしθ0は角度θの初期値、α0はそ
の時の反射角(即ち反射角の初期値)である。
0 in the above equation (1) represents the light source luminous intensity. C in the equation (1) is obtained by C= 0 cosθ 0 −Asinα 0 +(B+Aα 0 )cosα 0 . However, θ 0 is the initial value of the angle θ, and α 0 is the reflection angle at that time (that is, the initial value of the reflection angle).

上述のようにして構成した反射鏡4を用いて照
明灯を構成すると、第7図に示した反射光矢印
Ra,Rb,〜Rfのごとく、中央から周辺に向かう
につれて反射角αa,αb,〜αfが大きくなつてい
る。(即ち、マイナス方向の反射角の絶対値が減
少している)。
When an illumination lamp is constructed using the reflector 4 constructed as described above, the reflected light arrow shown in FIG.
As shown in R a , R b , ~R f , the reflection angles α a , α b , ~ α f increase from the center toward the periphery. (That is, the absolute value of the reflection angle in the negative direction is decreasing).

このため、投射光束の周辺部は光軸Z−Zに対
してほとんど平行となり、中央部に近づくにつれ
て光軸Z−Zに対する交角が大きくなる。この結
果、第8図に例示した所望の光度分布が得られ
る。この第8図のような配光特性を有する灯具
を、例えば作業灯に適用すると、中央部に最大光
度の点が有つて大切な所を明るく照明することが
でき、しかも「最大光度の区域」が無くて「最大
光度の点」から周囲に向けて一定の割合で暗くな
つているので、異和感が無い。
Therefore, the peripheral portion of the projected light beam is almost parallel to the optical axis Z-Z, and the angle of intersection with the optical axis Z-Z increases as it approaches the center. As a result, the desired luminous intensity distribution illustrated in FIG. 8 is obtained. When a lamp with the light distribution characteristics as shown in Fig. 8 is applied to a work light, for example, there is a point of maximum luminous intensity in the center, which makes it possible to brightly illuminate important areas. Since there is no brightness and the area is getting darker at a constant rate from the point of maximum brightness to the surrounding area, there is no sense of strangeness.

しかも、周辺部でも光度Iendを有していて作業
に支障を及ぼさない。
Furthermore, the luminous intensity Iend is maintained even in the peripheral areas, so it does not interfere with work.

実際問題において、第8図に示した反射光の光
度分布と、光源から直接前方に投射される光の光
度分布とが重複することになる。従つて、本発明
を実施する場合に、所望の反射光分布特性を設定
する段階で直接投射光を考慮に入れておくことが
望ましい。
In actual practice, the luminous intensity distribution of the reflected light shown in FIG. 8 overlaps with the luminous intensity distribution of the light directly projected forward from the light source. Therefore, when implementing the present invention, it is desirable to take direct projected light into account when setting desired reflected light distribution characteristics.

本実施例においては、上述のようにして反射鏡
4(第7図)による反射光がほぼ所望の配光パタ
ーンとなつているので、レンズ5による調光の必
要度が低い。このため該レンズ5は素通しの平面
レンズで構成してある。本発明の反射鏡に併用す
るレンズとしてプリズムレンズを用いることを妨
げるものではないが、プリズムレンズを用いると
しても厚肉のレンズや複雑な形状のプリズムを用
いる必要が無い。本例の灯具は前述の如く反射鏡
4による反射光束のうち中央部が光軸と交わつて
いる。このため、回転放物面鏡を用いた従来の灯
具(例えば第1図)に比して反射鏡の前方開口部
面積(レンズ面積とほぼ等しい)を小さく設定し
ても光源から出た光の有効利用率が高い。
In this embodiment, since the light reflected by the reflecting mirror 4 (FIG. 7) has almost the desired light distribution pattern as described above, the necessity of light control by the lens 5 is low. For this reason, the lens 5 is constructed of a transparent flat lens. Although it is not prohibited to use a prism lens as a lens used in combination with the reflecting mirror of the present invention, even if a prism lens is used, there is no need to use a thick lens or a prism with a complicated shape. In the lamp of this example, as described above, the central portion of the light beam reflected by the reflecting mirror 4 intersects with the optical axis. For this reason, even if the front aperture area of the reflector (approximately equal to the lens area) is set smaller than that of a conventional lamp using a rotating parabolic mirror (for example, Fig. 1), the light emitted from the light source remains High effective utilization rate.

第10図は上記と異なる実施例を示し、参考線
−よりも右方の部分は第7図に示した実施例
と同様の構成である。本例の反射鏡4を用いた場
合、反射光束が光軸Z−Zに対して収束傾向にな
るので、レンズ6を反射鏡4から離間させて前方
に設置すると該レンズ6を小面積に構成できる。
本例の場合においても、反射鏡4による反射光が
ほぼ所望の配光パターンを有しているので、レン
ズ6の構成が容易で、素通し、若しくはこれに近
い簡単なプリズムレンズを用いることができる。
FIG. 10 shows an embodiment different from the above, and the portion to the right of the reference line - has the same structure as the embodiment shown in FIG. When the reflecting mirror 4 of this example is used, the reflected light beam tends to converge with respect to the optical axis Z-Z, so if the lens 6 is placed in front of the reflecting mirror 4 and separated from it, the lens 6 can be configured to have a small area. can.
In the case of this example as well, since the light reflected by the reflecting mirror 4 has almost the desired light distribution pattern, the structure of the lens 6 is easy, and a plain prism lens or a simple prism lens similar to this can be used. .

以上詳述したように、本発明の灯具用反射鏡
は、反射光の配光特性を任意所望の如く設定する
ことができ、しかも、簡単で面積の小さいレンズ
を用いても光源から出る光の有効利用率を大きく
構成し得るという優れた実用的効果を奏する。
As described in detail above, the reflector for a lamp according to the present invention allows the light distribution characteristics of reflected light to be set as desired, and moreover, even if a simple and small-area lens is used, the light emitted from the light source can be adjusted as desired. This has an excellent practical effect of increasing the effective utilization rate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第4図は従来の照明灯の1例を示
し、第1図は断面図、第2図は部分的正面図、第
3図は球面プリズムを用いた場合の配光パターン
を示す図表、第4図は同じく光度分布を示す図表
である。第5図は従来の照明灯にカマボコ形プリ
ズムを用いた場合の配光パターンの1例を示す図
表である。第6図乃至第9図は本発明の灯具用反
射鏡の1実施例を示し、第6図は曲面設定の説明
図、第7図は断面図、第8図は光度分布を示す図
表、第9図は配光パターンを示す図表である。第
10図は上記と異なる実施例の断面図である。 1……従来の反射鏡、2……光源、3……レン
ズ、3a……レンズのプリズム面、4……反射
鏡、5……レンズ、6……レンズ。
Figures 1 to 4 show an example of a conventional lighting lamp, with Figure 1 being a cross-sectional view, Figure 2 being a partial front view, and Figure 3 being a light distribution pattern when using a spherical prism. The chart, FIG. 4, is also a chart showing the luminous intensity distribution. FIG. 5 is a chart showing an example of a light distribution pattern when a semicylindrical prism is used in a conventional lighting lamp. 6 to 9 show one embodiment of the reflector for a lamp according to the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram of curved surface settings, FIG. 7 is a sectional view, and FIG. 8 is a diagram showing luminous intensity distribution. FIG. 9 is a chart showing the light distribution pattern. FIG. 10 is a sectional view of an embodiment different from the above. 1... Conventional reflecting mirror, 2... Light source, 3... Lens, 3a... Lens prism surface, 4... Reflecting mirror, 5... Lens, 6... Lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 照明灯の光源から出射した光束の一部を前方
に向けて反射するための反射鏡において、 前記光源の位置を基準として、該光源から反射
面に向けて入射する光の光軸に対する角度θと、
光源の光度I0と、反射光の光軸に対する角度αと
を、 I0cosθ=Asinα−(B+Aα)cosα+C なる関係に保つと共に、光源から出射した光が光
軸に対して角度θで入射する点の座標(x1、z1
と、同じく角度θ+Δθで入射する点の座標(x2
z2)との関係が、 x2=x1tan(θ−α/2)−z1/cos(θ+Δθ)+tan
(θ−α/2) および z2=−{x1tan(θ−α/2)−z1}/1+tan(θ+Δ
θ)×tan(θ−α/2) によつて表わされる連続曲線をZ軸の回りに回転
せしめてなる連続曲面を有し、かつ、前記の角度
θをθ≧0、角度αをα≦0に設定すると共に、
角度θの増加に伴つて角度αが増加するように設
定したことを特徴とする灯具用反射鏡。ただし、
前記のA,B,Cはそれぞれ反射光の配光特性を
決定するため設計的に選択し得る定数である。
[Scope of Claims] 1. In a reflecting mirror for reflecting forward a part of the luminous flux emitted from the light source of an illumination lamp, the light incident from the light source toward the reflecting surface with the position of the light source as a reference. The angle θ with respect to the optical axis of
The luminous intensity I 0 of the light source and the angle α of the reflected light with respect to the optical axis are maintained in the following relationship: I 0 cosθ=Asinα−(B+Aα)cosα+C, and the light emitted from the light source is incident at an angle θ with respect to the optical axis. Coordinates of the point (x 1 , z 1 )
And the coordinates of the point of incidence at the same angle θ + Δθ (x 2 ,
z 2 ) is x 2 = x 1 tan (θ − α / 2) − z 1 /cos (θ + Δθ) + tan
(θ−α/2) and z 2 =−{x 1 tan(θ−α/2)−z 1 }/1+tan(θ+Δ
It has a continuous curved surface formed by rotating a continuous curve represented by θ)×tan(θ−α/2) around the Z axis, and the angle θ is θ≧0 and the angle α is α≦ In addition to setting it to 0,
A reflector for a lamp, characterized in that the angle α is set to increase as the angle θ increases. however,
The above A, B, and C are constants that can be selected from a design perspective to determine the light distribution characteristics of reflected light.
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JPS5198043A (en) * 1975-02-26 1976-08-28
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