JPS62234803A

JPS62234803A - 任意の投光形状が得られる照明装置

Info

Publication number: JPS62234803A
Application number: JP29759686A
Authority: JP
Inventors: 泰司佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-12-25
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1987-10-15

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、照明器具から照射される光束の形状、部ち投
光形状を所望の形状にすることができる照明器具に関す
るものである。

−Ｃに、照明器具の配光を遠方に投光するには、正反射
及び屈折の現象が利用される。投光器は普通、放物面鏡
による反射を利用しているが、レンズを利用する場合も
ある。放物面鏡が投光器に利用される理由は、光源の光
束利用率を大きく採れること、比較的大容量の照明器具
が製作し易いこと、また、配光の制御が容易であるなど
によるものである。

放物面鏡の焦点に置かれる光源が点光源であれば、反射
光は反射鏡の形状と同形の投光形状となるが、現実的に
は光源の大きさを点とすることは不可能であって、ある
大きさを有している。光源がある大きさを有し、何等か
の形状を有している場合は、放物面鏡によって反射され
る光束の形状即ち投光形状は、光源の形状と相似形とな
る。従って、投光形状を所望の形状とするには光源の形
状を例えば、長方形、正方形、丸形、三角形、台形、楕
円形などの所望の投光形状と相似形とすることによって
達成される。

しかしながら、光源の形状を前述のように、任意に所望
の形状とすることは容易にはできない。

また、放物面鏡と組合わされる光源の大きさは、照射光
の配光角を規定する大切な要素でもある。

よって、所望の投光形状を得るにしても、光源の形状と
大きさの両方を満足させなければならず大変な困難を伴
うものである。

本発明は、上記の方法とは全く異なった方法で容易に所
望の投光形状を得るようにしたものである。即ち、本発
明は、放物面鏡の焦点には光源の代わりに、投光形状と
相似形の光通過窓を有するスクリーンを置き、該放物面
鏡の焦点位置を通る光軸上にあって、前記焦点位置より
外側に光源を配置し、そして、前記光通過窓及び前記光
源の大きさは、前記放物面鏡の外周と、前記光通過窓の
周囲とを結ぶ範囲全般にわたって光源が直視できるよう
な関係にすることによって所望の投光形状を得るように
したものである。

光源の大きさは、スクリーンの光通過怠全域を均一な輝
度とすることが望まれるが、用途ないし光源の種類によ
っては、光通過窓よりも光源の大きさが小さく、このた
め得られる配光が均一でない場合がある。そこで本発明
の他の目的は、光通過窓の面積よりも小さい光源を使用
しても、均一な配光で投光可能とすることにある。更に
他の目的は、用途に応じ、特定の波長による照明、例え
ば赤外線等による夜間照明を可能とすることにある。

以下、実施例を示す添付図を参照して、本発明を開示す
る。

第１図は、本発明にかかる任意の投光形状が得られる照
明装置の基本原理を示す断面図である。

第２図は、第１図の内容を立体的斜視図とした説明図で
ある。第３図は、放物面鏡の焦点に点光源がある場合の
説明図である。第３図において放物面鏡１の焦点Ｆに点
光源５がある場合、反射鏡による反射光は、光軸ＩＡに
対して並行に進むことになり、投光形状は反射鏡の形状
と相似形となる。

しかしながら、光源がある大きさで形状を有している場
合は、反射鏡の形状に余り左右されないで、光源の形状
のまま投影される。本発明は、かかる事実の発見を出発
点とするものである。

第１図、第２図及び第４図において、放物面鏡ｌの焦点
Ｆには、所望の投光形状と相似形の光通過窓３Ａを有す
るスクリーン３が配置され、放物面鏡１の焦点Ｆを通る
光軸ＩＡ上にあって、放物面鏡」の焦点Ｆの外側に光源
２を配置している。

いま、仮に投光形状として第２図のように長方形の投光
形状４を得たい場合には、光通過窓３Ａの形状を第４図
のように投光形状４と相似形の光通過窓とする。しかし
、光通過窓３Ａの形状は、所望する投光形状に合わせて
例えば、第６図のような三角形、或いは、第７図の丸形
のように任意の形状とすることが可能である。

光源２と、光通過窓３Ａ及び放物面ｔｉ１１の光学的関
係は、次のようになっている。

即ち、放物面鏡ｌの全外周ＩＢと光通過窓３Ａの全内周
３Ｂ、３Ｃを結ぶ線１０Ａ、ＩＯＢによる角度θ１と、
放物面鏡１の中心と光通過窓３Ａの全内周３Ｂ、３Ｃを
結ぶ線１０Ｃ１ＩＯＤによる角度θ２のそれぞれを包含
する大きさの光源２が配置される。このようにすること
により、投光形状４の全領域の照度が均一となり、投光
形状４の領域内と領域外の境界がくっきりと現れる。も
しこれらの条件を満足する光源が１コで構成することが
できない場合は、例えば、細い直管形放電灯の場合には
、第５図に示すように、光源の数を増やすことによって
も達成できる。

放物面ｕ１１の外周ＩＢと、光通過窓３Ａの内周３Ｂ、
３Ｃとを結ぶ線１０Ａ、ＩＯＨによって得られる角度θ
１は、外周ＩＢの位置が全周にわたって移動することに
より変化するので、光源２が角度θ１から外れないよう
に光源２の大きさは角度θ１を包含するような大きさと
することが必要である。

このように構成された照明装置によって、投光形状をス
クリーン３の光通過窓３Ａに応じた所望の形状とするこ
とができる。ここに、適当な実施例に即して、本発明を
開示したが、本発明の範囲内において、多くの変形又は
変更が可能であることは明らかであろう。

上記の実施例では、スクリーン３の光通過窓３Ａよりも
光源２の方が小さい場合、第５図の如く光源の数を増加
させた。しかし、スクリーン３Ａを拡散板で覆うことに
より、光通過窓３Ａより小さい光源により、所期の投光
形状４を得ることができる。

第８図及び第９図に於て、１１は絶縁板１２に押えバネ
１３により支持された光′ｒＡ２としてのキセノンフラ
ンシュランプであり、絶縁板１２及びその固定板１４と
ともにケース１５内に収められている。このケース１５
は、第１Ｏ図及び第１１図に示すように、照明装置のハ
ウジング１６内に配置されるものである。ケース１５の
背面側（第１０図で見て左側）には、丸穴が開口され、
これに取付環１７によりスクリーン３が取りつけられて
いる。また取付環１７内には赤外線だけを通すフィルタ
１８、拡散板１９が順次挿入され、押えバネ２０で内側
より押さえられている。

従って、ランプ１１から出た光は、拡散板１９、フィル
タＩ８及びスクリーン３の光通過窓３Ａを通過して背面
の放物面鏡１　（第１０図）に当たり、ここで反射され
て前面ガラス２１　（第１１図）よりハウジング１６の
外部にでる。この場合、拡散板１９は、ランプ１１の光
をよ（均一に拡散し、スクリーン３の光通過窓３Ａの全
域を均一な輝度とし、結果的に光１１１１遇窓３Ａの全
域をカバーするように複数本のランプを配置したのと同
じ作用をする。従って、光通過窓３Ａより小さい直管形
ランプであるにもかかわらず、得られる配光は均一であ
り、しかも第２図で説明したのと同じく正確に光通過窓
３Ａと相似形の投光形状４が得られる。

フィルタ１８はこの例では例えば赤外線だけを透過させ
る特性を持たせることにより、夜間において人の視覚に
恩知されないように照明する等の特殊用途に適合させる
ことができる。

ランプ１１の前面側（第８図で右側）に置いた反射板２
２は、上記スクリーン３の光通過窓３Ａを効率よく照射
させる為のもので、任意の形状のものを使用し得る。尚
、第１２図（ａ）は拡散板１９がな（反射板２２のみの
場合の配光特性を示しており、第１２図（ｂ）は拡散板
１９がある場合の配光特性を示す。明らかに、拡散板１
９がある場合の方が、均一な配光及び急激な立ち上がり
が得られることが判る。

第１３図は本発明の適用例を示したものである。

２３は第８図〜第１１図に示した照明装置であり、２４
はテレビカメラ、２５は車両位置検出センサを示し、全
体として自動車ナンバー自動読み取りシステムを構成し
ている。即ち、道路上に設置した車両位置検出センサ２
５が車両２６の通過をキャッチし、センサ２５と連動し
ている照明装置２３が一時的に車両２６のナンバープレ
ート２６ａを撮影するものである。この撮影データを基
に予め記憶させておいた手配車両のナンバーと照合する
ことができる。

照明装置２３は、例えば長方形の投光形状を有するもの
であるから、第１３図に例示するように車両の運転者の
視覚に入らないように上限を区切ってフラッシュさせる
ことができ、また、道路の全幅のいかなる位置を通過し
てもナンバープレート２６ａを照射することができると
共に、横方向に必要最小限の範囲までしか投光しないか
ら、交通障害の原因とならず且つ経済的でもある。また
、フィルタ１８により赤外線で投光することにより夜間
でもナンバープレート２６ａを読み取ることができるこ
とはもとより、フィルタ１８の特性が急峻でな（可視光
が多少残る場合であっても、運転者に気ずかれることが
ない。

以上述べたように、本発明によれば、光源そのものの形
状を特定の形にすることなく、光通過窓を有するスクリ
ーンを利用して簡単に急激な立上がり特性をもった任意
の形状の配光を得ることが可能である。また、光源の大
きさがスクリーンの光通過窓より小さくとも、光通過窓
を拡散板で覆うことにより、均一な配光をもった投光形
状を得ることができる。更にまた、フィルタを通すこと
により、用途に応じた波長の光線で照明することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる任意の投光形状が得られる照
明装置の基本原理を示す断面図、第２図は第１図の内容
を立体的に表した説明図、第３図は放物面鏡の焦点に点
光源がある場合の反射光線の説明図、第４図は光通過窓
の形状を長方形とした場合の一例を示す説明図、第５図
は第４図の光通過窓に対して細管形の光源を組み合わせ
る場合の光源配置の一例を示す図、第６図及び第７図は
所望の投光形状を得る場合の光通過窓の形状例を示す説
明図、第８図は本発明の照明装置に内蔵するランプハウ
スの具体例を示す断面図、第９図はその背面側を示す一
部断面図、第１０図は照明装置の側面図、第１１図は正
面図、第１２図は配光特性の説明図、そして第１３図は
本発明の照明装置の通用例を示す説明図である。図中の主な参照符号の対応は以下の通り。１−−−−−〜・・−放物面鏡　　　　ＩＡ−・・−・
・−・一光軸ＩＢ−−放物面鏡の外周２−・・・・光源３　・・−・・スクリーン　　　３Ａ・−・−・−・光
通過窓３Ｂ、３０−　・−光通過怠内周４　・・−・−・・投光形状５　・−・〜・−・点光源１１　−−−−キセノンフラッシュランプ（光源）１２
・・・−・・絶縁板１３−・押えバネ１４　・−・−固定板１５−・−ケース１６−・−ハウジング１７−−取付環１８−・〜・フィルタ１９　・・・・拡散板２０−−−一押えバネ２１−・前面ガラス２２−・−・反射板２３−−−一照明装置２４−・テレビカメラ２５・・・・・・車両位置検出センサ２６−・−車両２６ａ　　・−・ナンバープレート１４図峯も（２）　　　　　　　　　　　　纂７図シｏＩ２　
　　　　　　　　隼ｎｌｌ第１２図（（１）　　　　　　　　　　（ｂ）寥′１０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放物面形の反射鏡と光源の組合せによって照射さ
れる照明装置において、該反射鏡の焦点位置に所望の投
光形状と相似形の光通過窓を有するスクリーンを設置し
、該焦点位置を通る光軸上にあって、前記焦点位置より
外側に光源を配置し、前記光通過窓及び前記光源の大き
さは、前記反射鏡の外周と前記光通過窓の周囲とを結ぶ
範囲全般にわたって光源が直視できるような関係にした
ことを特徴とする任意の投光形状が得られる照明装置。
（２）放物面形の反射鏡と光源の組合せによって照射さ
れる照明装置において、該反射鏡の焦点位置に所望の投
光形状と相似形の光通過窓を有するスクリーンを設置し
、該焦点位置を通る光軸上にあって、前記焦点位置より
外側に光源を配置し、前記スクリーンの光通過窓を拡散
板で覆ったことを特徴とする任意の投光形状が得られる
照明装置。
（３）放物面形の反射鏡と光源の組合せによって照射さ
れる照明装置において、該反射鏡の焦点位置に所望の投
光形状と相似形の光通過窓を有するスクリーンを設置し
、該焦点位置を通る光軸上にあって、前記焦点位置より
外側に光源を配置し、前記スクリーンの光通過窓を拡散
板で覆い且つ該光通過窓に特定の波長の光を透過させる
フィルタを設けたことを特徴とする任意の投光形状が得
られる照明装置。