JPS59143117A - 集光器 - Google Patents
集光器Info
- Publication number
- JPS59143117A JPS59143117A JP58017959A JP1795983A JPS59143117A JP S59143117 A JPS59143117 A JP S59143117A JP 58017959 A JP58017959 A JP 58017959A JP 1795983 A JP1795983 A JP 1795983A JP S59143117 A JPS59143117 A JP S59143117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- center
- light source
- focal point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光源から出る光束を損失させることなく出来
るだけ、小さな絞り角内に絞り込むことができる集光器
に関する。
るだけ、小さな絞り角内に絞り込むことができる集光器
に関する。
従来、この種の装置としては、クセノンランプや高圧水
銀灯のような高輝度の点光源を回転だ円反射鏡または回
転放物反射鏡内に取付け、点光源の前方に集光レンズを
設けたものが知られている。
銀灯のような高輝度の点光源を回転だ円反射鏡または回
転放物反射鏡内に取付け、点光源の前方に集光レンズを
設けたものが知られている。
しかし、この構成の場合、クセノンランプや高圧水銀灯
には白熱電球のようなワット数の小さいものがなく光源
自体が高価であるため、集光器は大型で高価になるだけ
でなく、光源の取換えにも多くの費用を要する。また、
クセノンランプや高圧水銀灯のような高輝度の点光源を
、ワット数が小さく安価ではあるが点光源でない白熱電
球に置き換えた場合、白熱電球の配光曲線が各方向に均
一であるため、全放射光線を設定位置に絞り込むことが
できず、集光効率が著しく悪くなる欠点があった。
には白熱電球のようなワット数の小さいものがなく光源
自体が高価であるため、集光器は大型で高価になるだけ
でなく、光源の取換えにも多くの費用を要する。また、
クセノンランプや高圧水銀灯のような高輝度の点光源を
、ワット数が小さく安価ではあるが点光源でない白熱電
球に置き換えた場合、白熱電球の配光曲線が各方向に均
一であるため、全放射光線を設定位置に絞り込むことが
できず、集光効率が著しく悪くなる欠点があった。
この発明は上記欠点を解消し、白熱電球を使って価格を
割安にした小型で集光効率の良い集光器の提供を目的と
する。
割安にした小型で集光効率の良い集光器の提供を目的と
する。
この発明の構成を第１実施例を示す第１図について説明
する。光軸Ｘ−Ｘ上に中心０を有する半球面１に隣接し
て第１焦点Ｆ１が半球面１の中心０と一致するだ同体の
筒面２を設け、このだ同体筒面２の先傅ｉ２ａに前記半
球面１の中心○から放射方向外方に突出する円錐環部３
を形成し、さらに該円錐環部３の先端縁３ａに半球面１
の中心Ｑを中心とする球環面４を設け、これら各曲面か
らなる反射鏡只の内壁をそれぞれ鏡面にするとともに、
前記半球面１の中心Ｏの位置にフイラメン）５ａが位置
す、るように光源体５を反射鏡Ｒに取付ける。この光源
体５の光軸上前方に光源体５かからの直接入射光線と反
射鏡只からの反射入射光線とを前記だ同体筒面２の第２
焦点Ｆ、に集中させる集光レンズ６を設ける。
する。光軸Ｘ−Ｘ上に中心０を有する半球面１に隣接し
て第１焦点Ｆ１が半球面１の中心０と一致するだ同体の
筒面２を設け、このだ同体筒面２の先傅ｉ２ａに前記半
球面１の中心○から放射方向外方に突出する円錐環部３
を形成し、さらに該円錐環部３の先端縁３ａに半球面１
の中心Ｑを中心とする球環面４を設け、これら各曲面か
らなる反射鏡只の内壁をそれぞれ鏡面にするとともに、
前記半球面１の中心Ｏの位置にフイラメン）５ａが位置
す、るように光源体５を反射鏡Ｒに取付ける。この光源
体５の光軸上前方に光源体５かからの直接入射光線と反
射鏡只からの反射入射光線とを前記だ同体筒面２の第２
焦点Ｆ、に集中させる集光レンズ６を設ける。
球環面４の先端縁４ａは、だ同体筒面２の先端縁２ａと
前記第２焦点Ｆ、を結ぶ線分ｔ□上に位置するように決
められ、集光レンズ６は半球面１の先端縁１ａと第２焦
点Ｆ、を結ぶ線分ｔ、と、前記中心０と球環面４の先端
縁４ａを結ぶ線分ｔ８との交点によって、大きさおよび
取付は位置を定められるとともに、集光レンズ６の周縁
部を保持する円環部と例えば３本の支持棒よりなるレン
ズ支持部材７によって反射鏡只の内面に固着される。
前記第２焦点Ｆ、を結ぶ線分ｔ□上に位置するように決
められ、集光レンズ６は半球面１の先端縁１ａと第２焦
点Ｆ、を結ぶ線分ｔ、と、前記中心０と球環面４の先端
縁４ａを結ぶ線分ｔ８との交点によって、大きさおよび
取付は位置を定められるとともに、集光レンズ６の周縁
部を保持する円環部と例えば３本の支持棒よりなるレン
ズ支持部材７によって反射鏡只の内面に固着される。
集光器を上記のように構成した場合、光源体５のフイラ
メン）５ａから放射される光線は、放射領域の区分によ
って次のように進行する。
メン）５ａから放射される光線は、放射領域の区分によ
って次のように進行する。
（１） レンズに直接入射するか、半球面で反射後レ
ンズに入射する領域 フィラメント５ａは半球面１の中心Ｏと一致する第１焦
点Ｆ１にあり、半球面１のＩ−Ｉ球冠領域（■は線分ｔ
、の延長と半球面１との交点）で反射される光ｍａｎは
中心０（Ｆｌ）を通ってレンズ６に入射されるとともに
、レンズ６は第１焦点ｒ、を通過する光線ａ２を第２焦
点Ｆ 、％に集光するよう焦点距離を定められているか
ら、レンズ６を通過する全光線は波長の相違にかかわら
ず第２焦点Ｆ、の近傍に集められる。
ンズに入射する領域 フィラメント５ａは半球面１の中心Ｏと一致する第１焦
点Ｆ１にあり、半球面１のＩ−Ｉ球冠領域（■は線分ｔ
、の延長と半球面１との交点）で反射される光ｍａｎは
中心０（Ｆｌ）を通ってレンズ６に入射されるとともに
、レンズ６は第１焦点ｒ、を通過する光線ａ２を第２焦
点Ｆ 、％に集光するよう焦点距離を定められているか
ら、レンズ６を通過する全光線は波長の相違にかかわら
ず第２焦点Ｆ、の近傍に集められる。
（２）だ同体の筒面の部分に直接放射されるか半球面で
反射後、だ同体筒面に導かれる光線中心０とだ同体筒面
２の前端縁２ａとを結ぶ線分の延長線が半球面１と交る
点を■とすれば、この■と半球面ｌの先端縁１ａによっ
て区分される原理で反射された光線ｂ□は中心０（Ｆ□
）を通ってだ同体筒面２に導かれるため、中心０（ＩＰ
ｌ ）から直接だ同体筒面２に放射される光線す、の反
射光とともに、レンズ６を通らずにだ固体面の光学的な
性質により第２焦点Ｆ、の近傍に集められる。
反射後、だ同体筒面に導かれる光線中心０とだ同体筒面
２の前端縁２ａとを結ぶ線分の延長線が半球面１と交る
点を■とすれば、この■と半球面ｌの先端縁１ａによっ
て区分される原理で反射された光線ｂ□は中心０（Ｆ□
）を通ってだ同体筒面２に導かれるため、中心０（ＩＰ
ｌ ）から直接だ同体筒面２に放射される光線す、の反
射光とともに、レンズ６を通らずにだ固体面の光学的な
性質により第２焦点Ｆ、の近傍に集められる。
（３）反射鏡の残如の原理面に放射される光線半球面１
のＩ−ＩラインとＩＩ−ＩＩラインによってはさまれる
原理面と、原理面４の部分に中心Ｏから放射される光線
は、中心Ｏを通って互に反対側の原理面で反射されて往
復を繰シ返すだけであるが、中心Ｏから少し離れだフイ
ラメン）５ａ上の点光源は、原理面４と半球面１での反
射光が中心０から少しずつずれるために、例えば０１
、Ｏｇ 、Ｏｇ 、０４で示すように球面での反射位置
を変えつつ、最後はレンズ６の０、点を通って屈折され
、第２焦点？、の近傍に集められる（第１図では、反射
径路をわかりやすくしたため、レンズ６を通過後の光線
は第２焦点Ｆ、よりかなり手前を通過している）。
のＩ−ＩラインとＩＩ−ＩＩラインによってはさまれる
原理面と、原理面４の部分に中心Ｏから放射される光線
は、中心Ｏを通って互に反対側の原理面で反射されて往
復を繰シ返すだけであるが、中心Ｏから少し離れだフイ
ラメン）５ａ上の点光源は、原理面４と半球面１での反
射光が中心０から少しずつずれるために、例えば０１
、Ｏｇ 、Ｏｇ 、０４で示すように球面での反射位置
を変えつつ、最後はレンズ６の０、点を通って屈折され
、第２焦点？、の近傍に集められる（第１図では、反射
径路をわかりやすくしたため、レンズ６を通過後の光線
は第２焦点Ｆ、よりかなり手前を通過している）。
したがって、上記構成の集光器によれば、光源体５とし
て点光源でなく安価な白熱電球を用いた場合にも、光源
体５から放射される光線が集光レンズ６を通過するか否
かにかかわらず、だ同体筒面２の第２焦点ｒ、の近傍に
きわめて高い集光効率で集中させることができる。また
、光源体５を半球面１の中心、０に装着し、半球面ｌの
先端縁１ａから第１焦点Ｆ１が前記中心Ｏと一致するだ
同体の筒面２を形成したから、集光器の大きさを小型化
しても白熱ｍ球を収納するスペースを十分に確保するこ
とができる。
て点光源でなく安価な白熱電球を用いた場合にも、光源
体５から放射される光線が集光レンズ６を通過するか否
かにかかわらず、だ同体筒面２の第２焦点ｒ、の近傍に
きわめて高い集光効率で集中させることができる。また
、光源体５を半球面１の中心、０に装着し、半球面ｌの
先端縁１ａから第１焦点Ｆ１が前記中心Ｏと一致するだ
同体の筒面２を形成したから、集光器の大きさを小型化
しても白熱ｍ球を収納するスペースを十分に確保するこ
とができる。
第２図と第３図はこの発明の構成の他の実施例であって
、だ同体筒面２の前方に形成される原理面４を４ａと４
ｂの２段に形成するとともに、集光レンズ６をレンズ支
持部材７に対して光軸Ｘ −Ｘ方向へ移動可能に構成し
た場合を示す。この実施例ではレンズ支持部材７の円環
部をレンズ側７ａと支持棒側７ｂとに分割し、両回環部
７ａと７ｂを螺合して光軸Ｘ−Ｘ方向へ移動可能にして
いるが、他の構成を採用してもよい。またレンズ６の光
源体５側には、光源体５のフィラメン）５ａから球堀面
４ｂに放射される光線がレンズ支持部材７に遮られるの
を救済するため、該光線を半球面１の方に反射する原理
面鏡８が設けられている。
、だ同体筒面２の前方に形成される原理面４を４ａと４
ｂの２段に形成するとともに、集光レンズ６をレンズ支
持部材７に対して光軸Ｘ −Ｘ方向へ移動可能に構成し
た場合を示す。この実施例ではレンズ支持部材７の円環
部をレンズ側７ａと支持棒側７ｂとに分割し、両回環部
７ａと７ｂを螺合して光軸Ｘ−Ｘ方向へ移動可能にして
いるが、他の構成を採用してもよい。またレンズ６の光
源体５側には、光源体５のフィラメン）５ａから球堀面
４ｂに放射される光線がレンズ支持部材７に遮られるの
を救済するため、該光線を半球面１の方に反射する原理
面鏡８が設けられている。
レンズ６が光源体５によシ加熱されるのを防止したい場
合には、原理面鏡８の開口部に熱遮断板９を設けてもよ
い。
合には、原理面鏡８の開口部に熱遮断板９を設けてもよ
い。
集光器を上記のように構成した場合、反射鏡Ｂの光軸Ｘ
−Ｘと直角な方向の寸法をより小さくすることができる
だけでなく、レンズ６を光軸Ｘ −Ｘ方向に移動するこ
とによシ、集束位置を変化させることができる。
−Ｘと直角な方向の寸法をより小さくすることができる
だけでなく、レンズ６を光軸Ｘ −Ｘ方向に移動するこ
とによシ、集束位置を変化させることができる。
以上説明したように１この発明は半球面に隣接して第１
焦点が半球面の中心と一致するだ同体の筒面を設け、こ
のだ同体筒面の先端縁に前記半球面の中心から放射方向
外方に突出する円錐環部を形成し、さらに該円錐環部の
先端縁に半球面の中心を中心とする原理面を設け、これ
ら各曲面からなる反射鏡の内壁をそれぞれ鏡面にすると
ともに、前記半球面の中心位置に光源体を取付け、この
光源体の光軸上前方に光源体からの入射光線を前記だ内
体筒面の第２焦点位置に集中させるレンズを設けたもの
であるから、白熱電球などを光源とした場合にも、集光
効率が著しく高い小型の集光器を安価に提供することが
できる。
焦点が半球面の中心と一致するだ同体の筒面を設け、こ
のだ同体筒面の先端縁に前記半球面の中心から放射方向
外方に突出する円錐環部を形成し、さらに該円錐環部の
先端縁に半球面の中心を中心とする原理面を設け、これ
ら各曲面からなる反射鏡の内壁をそれぞれ鏡面にすると
ともに、前記半球面の中心位置に光源体を取付け、この
光源体の光軸上前方に光源体からの入射光線を前記だ内
体筒面の第２焦点位置に集中させるレンズを設けたもの
であるから、白熱電球などを光源とした場合にも、集光
効率が著しく高い小型の集光器を安価に提供することが
できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
他の実施例の縦断面図、第３図は第２図の右側面図であ
る。 １・・・半球面、ｌ＆・・・先端縁、２・・・だ内体筒
面、２ａ・・・先端縁、３・・・円錐環部、３ａ・・・
先端縁、４・・・原理面、４ａ・・・先端縁、５・・・
光源体、６・・・レンズ、７・・・レンズ支持部材、０
・・・半球面と原理面の中心、Ｆ、・・・だ内体筒面の
第１焦点、Ｆ、・・・だ内体筒面の第２焦点、Ｒ・・・
反射鏡、Ｘ−Ｘ・・・光軸、ｔｌ・・・だ内体筒面の先
端縁と第２焦点を結ぶ線分、ｔ、・・・半球面の先端縁
と第２焦点を結ぶ線分、ｔ８・・・半球面の中心と原理
面の先端縁を結ぶ線分出願人 株式会社 斉美社 ＣＩ、 代理人 五 歩 −敬 治１
他の実施例の縦断面図、第３図は第２図の右側面図であ
る。 １・・・半球面、ｌ＆・・・先端縁、２・・・だ内体筒
面、２ａ・・・先端縁、３・・・円錐環部、３ａ・・・
先端縁、４・・・原理面、４ａ・・・先端縁、５・・・
光源体、６・・・レンズ、７・・・レンズ支持部材、０
・・・半球面と原理面の中心、Ｆ、・・・だ内体筒面の
第１焦点、Ｆ、・・・だ内体筒面の第２焦点、Ｒ・・・
反射鏡、Ｘ−Ｘ・・・光軸、ｔｌ・・・だ内体筒面の先
端縁と第２焦点を結ぶ線分、ｔ、・・・半球面の先端縁
と第２焦点を結ぶ線分、ｔ８・・・半球面の中心と原理
面の先端縁を結ぶ線分出願人 株式会社 斉美社 ＣＩ、 代理人 五 歩 −敬 治１
Claims (4)
- （１）半球面に隣接して第１焦点が半球面の中心と一致
するだ同体の筒面を設け、このだ同体筒面の先端縁に前
記半球面の中心から放射方向外方に突出する円錐環面を
形成し、さらに該円錐環面の先端縁に半球面の中心を中
心とする球環面を設け、これら各曲面からなる反射鏡の
内壁をそれぞれ鏡面にするとともに、前記半球面の中心
位置に光源体を取付け、この光源体の光軸上前方に光源
体からの入射光線を前記だ同体筒面の第２焦点位置に集
中させるレンズを設けたことを特徴とする集光片 - （２）球環面は、その先端縁がだ同体筒面の先端縁と同
だ同体の第２焦点とを結ぶ線上にある特許請求の範囲第
１項記載の集光器 - （３） レンズが半球面の中心と球環面の先端縁を結
ぶ線分と、半球面の先端縁とだ同体筒面の第２焦点とを
結ぶ線分との交点によってきまる大きさを有し、その交
点位置に設けられる特許請求の範囲第２項記載の集光器 - （４） レンズが反射鏡に固着されるレンズ支持部材
に対して光軸方向へ移動可能に保持された特許請求の範
囲第１項または第２項記載の集光器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58017959A JPS59143117A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 集光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58017959A JPS59143117A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 集光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59143117A true JPS59143117A (ja) | 1984-08-16 |
Family
ID=11958279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58017959A Pending JPS59143117A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 集光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59143117A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0352907U (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-22 | ||
| US5217299A (en) * | 1990-09-04 | 1993-06-08 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflection type lighting apparatus |
| KR100619017B1 (ko) * | 2004-05-11 | 2006-08-31 | 삼성전자주식회사 | 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치 |
| US10254521B2 (en) | 2011-12-13 | 2019-04-09 | Signify Holding B.V. | Optical collimator for LED lights |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119111A (en) * | 1980-02-23 | 1981-09-18 | Ricoh Co Ltd | Collimator |
-
1983
- 1983-02-04 JP JP58017959A patent/JPS59143117A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119111A (en) * | 1980-02-23 | 1981-09-18 | Ricoh Co Ltd | Collimator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0352907U (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-22 | ||
| US5217299A (en) * | 1990-09-04 | 1993-06-08 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflection type lighting apparatus |
| KR100619017B1 (ko) * | 2004-05-11 | 2006-08-31 | 삼성전자주식회사 | 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치 |
| US10254521B2 (en) | 2011-12-13 | 2019-04-09 | Signify Holding B.V. | Optical collimator for LED lights |
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