JPS6327801B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば高輝度放電灯（HIDランプ）
用の投光器に関する。

（従来の技術） 従来、この種の投光器は、第１図に示すよう
に、主反射鏡ｂの後部に後部反射鏡ａを設けると
ともに、内部に発光部ｃを配設している。そし
て、後部反射鏡ａはその反射光を前部の主反射鏡
ｂで再度反射させて出力としており、また、その
反射面は反射光が発光部ｃに再入射しないような
形状としている。しかし、この構造では、発光部
ｃから後部反射鏡ａに当つた光はすべてもう一度
主反射鏡ｂで反射するため相当のビーム損失が生
ずることになる。もし、ビーム効率を高めるため
に、単に破線のように後部反射鏡ａの曲線を延長
してなる後部反射鏡a′に形成したとしても、その
反射光は後部反射鏡a′中で一部は多重反射する
か、または、従来の後部反射鏡ａのように主反射
鏡ｂを介して出力光となるため、反射光の利用率
を高めることはできない。特に、投光角度を20゜
〜50゜とするいわゆる中角用の配光を目的とする
投光器においては、後部反射鏡からの反射光を所
要ビーム内に有効に分布させることができず、非
常に効率の悪いものであつた。

また、実公昭53−576号公報に記載されている
ように、前部抛物面反射鏡の後部に設けた後部反
射鏡に断面略三角形状の単位反射面を形成した投
光器が知られている。

また、特開昭54−144093号公報に記載されてい
る投光器（公知でない）が提案されている。この
投光器は回転二次曲面の主反射鏡の後部に筒状部
を介して断面三角形状の単位反射面を連設して形
成した後部反射鏡を設けた構造が採られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記実公昭35−576号公報に記載の投光器では、
後部反射鏡は焦点の近傍を通過して前部抛物面反
射鏡に入射させてほぼ平行光線として出力させる
ため、後部反射鏡は反射光を前部反射鏡に再び反
射させてから出力とすることになつてビーム損失
が生じ、しかも、平行光線となつて出力されるた
め、投光角度を20゜〜50゜とした中角用の投光器と
してのビームの開き角50゜以内の光束を増すこと
ができず、ビーム効率が低い問題がある。

また、上記特開昭54−144093号公報に記載の投
光器では、後部反射鏡は全て主反射鏡を介して出
力させる構造で、後部反射鏡に入射された光は全
て二次反射となり、光損失が多く、また、主反射
鏡と後部反射鏡との間の筒状部を反射鏡としても
この筒状部での反射光は後方に抜けてしまい、反
射光を有効に利用できず、光損失が多くなり、こ
れらの点から器具効率が大幅に低下する問題を有
している。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、
反射光を所望ビーム内に有効に分布させることが
でき、ビーム効率の上昇を図ることができるとと
もに、被照射面にランプ光束を有効に照射できる
投光器を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の投光器は、前面に投光開口を有しかつ
背面に上記投光開口より径小の開口を有する回転
二次曲面の主反射鏡と、この主反射鏡の背面開口
に連設され上記主反射鏡の背面に突出して設けら
れた後部反射鏡と、上記主反射鏡の軸に沿つて上
記主反射鏡および後部反射鏡に光学的に対向して
配設された発光部と、を具備し、上記後部反射鏡
は、上記発光部からの光を主に上記主反射鏡に反
射させて上記主反射鏡の投光開口から出力させる
断面三角形状の単位反射面を複数個放射状に連設
してなる筒状部と、この筒状部の背面側に連続し
て形成され上記発光部からの光を主に主反射鏡の
投光開口から直接出力させる断面三角形状の単位
反射面を複数個放射状に連設してなる皿状部とで
形成したものである。

（作用） 本発明の投光器は、後部反射鏡の筒状部によつ
て反射される光を主に主反射鏡で二次反射させて
出力し、後部反射鏡の皿状部によつて反射される
光を直接出力させることによつて、反射光の光束
を増加させて、反射光を所望ビーム内に有効に分
布させ、ビーム効率を上昇させるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例の構成を第２図ないし
第８図を参照して説明する。

第２図において、１はランプバルブ２に被覆さ
れた発光部である。４は前面に投光開口を有しか
つ背面に上記投光開口より径小の開口を有する回
転二次曲面の主反射鏡で、この主反射鏡４の背面
開口に、主反射鏡４の背面に突出した後部反射鏡
５が連設されている。そして、上記主反射鏡４の
軸に光軸３を一致させて、上記主反射鏡４および
後部反射鏡５に光学的に対向して上記発光部１が
配設されている。

また、上記後部反射鏡５は、その光学的作用部
を前部と後部に二分し、上記発光部１からの光を
主に上記主反射鏡４に反射させて上記主反射鏡４
の投光開口から出力させる断面三角形状の単位反
射面６を複数個放射状に連設してなる筒状部７
と、この筒状部７の背面側に連続して形成され上
記発光部１からの光を主に主反射鏡４の投光開口
から直接出力させる断面三角形状の単位反射面８
を複数個放射状に連設してなる皿状部９とで形成
されている。

そして、上記後部反射鏡５の筒状部７からの反
射光は主反射鏡４に当つて出力されるが、最終的
な反射光出力の角度は10゜〜25゜の範囲にしてあ
る。

また、後部反射鏡５の皿状部９の各単位反射面
８は、光軸に対し光軸方向と平行する方向にすな
わち水平面の光軸に対し6゜〜12゜の範囲内かつ光
軸方向と直交する方向にすなわち垂直面の光軸に
対し3゜〜38゜の範囲内で組合せた傾斜角度の微小
反射面１０に形成し、反射光を直接光軸３方向に
対し10゜〜25゜に反射させる微小反射面１０（第３
図中斜線で示す）によつて形成されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

後部反射鏡５の皿状部９への入射光の入射角の
範囲は、第４図に示すように、発光部１の後部反
射鏡５側の左半分の部分の中心１ａを光源の代表
点とし、また皿状部９を４分割した場合の分割点
９ａ，９ｃを皿状部９の反射点として代表する
と、28゜〜60゜となる。この入射角の範囲は発光部
１の左半分の部分のどの点を発光点にしようと
も、また反射点を皿状部９のどの部分に選んでも
それらの入射角をほぼ含んだ範囲である。そこ
で、後部反射鏡５の皿状部９の複数個放射状に連
接した各単位反射面８を、水平面の光軸３に対し
6゜〜12゜の範囲内かつ垂直面の光軸に対して3゜〜
38゜の範囲内で組合せた傾斜角度の微小反射面１
０によつて形成した断面三角形状としたことによ
り、皿状部９に入射された入射光が光軸３方向に
対して10゜〜25゜の範囲内に直接有効に反射され
る。すなわち第５図に示すように、微小反射面１
０の水平方向の角度をφ₂、鉛直方向の角度をθ₂と
設定する。なお、Ｑは微小反射面１０の中心Ｐか
らの法線を示す。今、入射光が交点Ｌより（φ₁，
θ₁）で微小反射面１０の中心Ｐに入射したとする
と、反射光Ｒは次式〔〕に示す（φ，θ）方向
に反射する。

θ＝sin^-1｛cos（cos^-1γ）｝ φ＝tan^-1｛cos（cos^-1α）／cos（cos^-1β）｝……
〔〕 但し、ここで（α，β，γ）はそれぞれｘ，
ｙ，ｚ軸となす反射光の方向余弦である。したが
つて、この反射光が光軸方向ｙとなす角δは次式
〔〕で示される。

δ＝cos^-1（cosθ・cosφ） ……〔〕 今、入射光がφ₁＝０，θ₁＝28゜，38゜，60゜で入射
した場合に、微小反射面１０の（θ，φ）をパラ
メータにして反射光の光軸方向となす角δを求め
て図面化すると、第６図ないし第８図に示すよう
になる。ここで、後部反射鏡５の皿状部９の中心
点９ｂに入射する入射光の鉛直方向の角度θ₁＝
38゜を設計の基準点と考える。第７図からこの場
合の反射光の光軸３に対する反射角度δが斜線内
に示す10゜〜25゜となる範囲は、φ₂＝6゜〜12゜，θ₂
＝
8゜〜30゜の場合である。今、φ₂＝6゜と設定してφ₁＝
28゜，60゜のそれぞれの場合を第６図、第８図で見
ると、入射角が38゜より小さくなる基準点９ｂよ
り９ａに向かう下側の部分の微小反射面１０の傾
斜角度はθ₂＝3゜〜26゜の範囲にあればよく、入射角
が38゜より大きくなる基準点９ｂより９ｃに向か
う上側の部分の微小反射面１０の傾斜角度はθ₂＝
20゜〜38゜の範囲内であればよい。もし、基準点９
ｂの微小反射面１０の傾斜角度をθ₂＝20゜にすれ
ば、基準点９ｂより下側の部分は、θ₂＝3゜〜20゜の
範囲の傾斜角度で連続的に微小反射面１０を傾斜
し、また基準点９ｂより上側の部分は、θ₂＝20゜
〜35゜の範囲の傾斜角度で同様に微小反射面１０
を傾斜させることにより、反射光を光軸方向から
10゜〜25゜に直接反射する単位反射面８が構成でき
る。同様にφ₂＝12゜とした場合にも、反射点の傾
斜角度が基準点９ｂより下側ではθ₂＝4゜〜24゜、基
準点９ｂより上側ではφ₂＝6゜としてθ₂＝20゜〜30゜
の範囲で微小反射面１０を連続的に構成した単位
反射面８を形成すればよい。

また、後部反射鏡５の筒状部７からの反射光は
主反射鏡４に当つて出力となり、複数個の単位反
射面６の集合で最終的な反射光出力の角度は10゜
〜25゜の範囲となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、後部反射鏡は、発光部からの
光を主に主反射鏡に反射させて主反射鏡の投光開
口から出力させる断面三角形状の単位反射面を複
数個放射状に連設してなる筒状部と、この筒状部
の背面側に連続して形成され発光部からの光を主
に主反射鏡の投光開口から直接出力させる断面三
角形状の単位反射面を複数個放射状に連設してな
る皿状部とで形成したので、後部反射鏡の筒状部
は反射光を主反射鏡に再び反射させてから出力
し、後部反射鏡の皿状部は反射光を直接出力する
ことによつて光損失を低く抑え、しかも各単位反
射面により反射光が発光部に再入射することもな
く、反射光を所望ビーム内に有効に分布させるこ
とができ、ビーム効率の上昇を図ることができる
とともに、被照射面にランプ光束を有効に照射で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の投光器を示す断面図、第２図は
本発明の投光器の一実施例を示す断面図、第３図
は後部反射鏡の皿状部の一部の斜視図、第４図は
後部反射鏡の一部の断面図、第５図は微小反射面
と入射光および反射光の関係図、第６図は入射光
がθ₁＝28゜，φ₁＝0゜の場合の反射光の光軸方向に対
する角度の変化を示す図、第７図は入射光がθ₁＝
38゜，φ₁＝0゜の場合の反射光の光軸方向に対する
角度の変化を示す図、第８図は入射光がθ₁＝60゜，
φ₁＝0゜の場合の反射光の光軸方向に対する角度の
変化を示す図である。 １……発光部、３……光軸、４……主反射鏡、
５……後部反射鏡、６……単位反射面、７……筒
状部、８……単位反射面、９……皿状部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前面に投光開口を有しかつ背面に上記投光開
   口より径小の開口を有する回転二次曲面の主反射
   鏡と、この主反射鏡の背面開口に連設され上記主
   反射鏡の背面に突出して設けられた後部反射鏡
   と、上記主反射鏡の軸に沿つて上記主反射鏡およ
   び後部反射鏡に光学的に対向して配設された発光
   部と、を具備し、 上記後部反射鏡は、上記発光部からの光を主に
   上記主反射鏡に反射させて上記主反射鏡の投光開
   口から出力させる断面三角形状の単位反射面を複
   数個放射状に連設してなる筒状部と、この筒状部
   の背面側に連続して形成され上記発光部からの光
   を主に主反射鏡の投光開口から直接出力させる断
   面三角形状の単位反射面を複数個放射状に連設し
   てなる皿状部とで形成したことを特徴とする投光
   器。