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技術 反射鏡および反射鏡付き電球

出願人 東芝ライテック株式会社OMTL株式会社
発明者 別所誠丸山辰雄菅野哲也大谷勝也
出願日 2008年9月22日 (11年5ヶ月経過) 出願番号 2008-242120
公開日 2010年4月2日 (9年11ヶ月経過) 公開番号 2010-072509
状態 拒絶査定
技術分野 レンズ以外の光学要素 照明装置の配光に係わる部品細部及び防護
主要キーワード 仮想交点 回転体状 突入角 二重コイル 可視光反射膜 サーフェース 凹曲面状 凸曲面状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年4月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

光利用率を向上できる反射鏡13を提供する。

解決手段

中心軸を中心として一端側から他端側へ向かって拡径する回転体状の反射鏡本体31を設ける。反射鏡本体31の内面反射面35を設ける。反射面35の円周方向において、複数に分割された平面状のファセット51を形成するとともに、隣り合うファセット51の間にこれらファセット51に連続する曲面状反射面部52を形成する。反射面35からエッジをなくし、ファセット51に加えて曲面状反射面部52によっても光を制御し、光利用率を向上させる。

概要

背景

従来、反射鏡付き電球は、反射鏡、この反射鏡内に配置されるハロゲンランプなどのランプ、および反射鏡の端部に設けられた口金などで構成されている。

反射鏡は、ランプ軸を中心として一端側から他端側へ向かって拡径する回転体状であって略椀形の反射鏡本体を備え、この反射鏡本体の内面にランプに対向する反射面が形成されている。

ハロゲンランプの場合、フィラメントコイル螺旋状であるため、被照射面に明暗むらが発生しやすく、これを抑制する目的で、反射鏡の反射面は、複数に分割された小反射面であるファセットによって多面体に形成されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開昭62−64001号公報(第2−3頁、第1−4図)

概要

光利用率を向上できる反射鏡13を提供する。中心軸を中心として一端側から他端側へ向かって拡径する回転体状の反射鏡本体31を設ける。反射鏡本体31の内面に反射面35を設ける。反射面35の円周方向において、複数に分割された平面状のファセット51を形成するとともに、隣り合うファセット51の間にこれらファセット51に連続する曲面状反射面部52を形成する。反射面35からエッジをなくし、ファセット51に加えて曲面状反射面部52によっても光を制御し、光利用率を向上させる。

目的

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光利用率を向上できる反射鏡および反射鏡付き電球を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

中心軸を中心として一端側から他端側へ向かって拡径する回転体状反射鏡本体と;反射鏡本体の内面に形成され、円周方向において、複数に分割された平面状のファセットが形成されているとともに、隣り合うファセットの間にこれらファセットに連続する曲面状の曲面状反射面部が形成されている反射面と;を具備していることを特徴とする反射鏡。

請求項2

ファセットは、隣り合うファセットの一方の端部間が外径方向へ凹状となり、他方の端部間が中心方向へ凸状となるように形成され、曲面状反射面部は、凹状となるファセットの一方の端部間に凹曲面状の曲面状反射面部が形成され、凸状となるファセットの他方の端部間に凸曲面状の曲面状反射面部が形成され、凹状となるファセットの一方の端部を延長した仮想線が交わる外径側の仮想交点と凸状となるファセットの他方の端部を延長した仮想線が交わる内径側の仮想交点との径方向の距離をD、内径側の仮想交点と凹曲面状の曲面状反射面部との距離をd1、外径側の仮想交点と凸曲面状の曲面状反射面部との距離をd2としたとき、次の関係を有する0.9<d1/D<10.9<d2/D<1d1>d2ことを特徴とする請求項1記載の反射鏡。

請求項3

反射面は、軸方向において、複数に分割された平面状のファセットが形成されているとともに、隣り合うファセットの間にこれらファセットに連続する曲面状反射面部が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の反射鏡。

請求項4

請求項1ないし3いずれか一記載の反射鏡と;反射鏡内に配置されたランプと;反射鏡の一端側に設けられた口金と;を具備していることを特徴とする反射鏡付き電球

技術分野

0001

本発明は、ランプと組み合わせて光を反射する反射鏡、およびこの反射鏡を用いた反射鏡付き電球に関する。

背景技術

0002

従来、反射鏡付き電球は、反射鏡、この反射鏡内に配置されるハロゲンランプなどのランプ、および反射鏡の端部に設けられた口金などで構成されている。

0003

反射鏡は、ランプ軸を中心として一端側から他端側へ向かって拡径する回転体状であって略椀形の反射鏡本体を備え、この反射鏡本体の内面にランプに対向する反射面が形成されている。

0004

ハロゲンランプの場合、フィラメントコイル螺旋状であるため、被照射面に明暗むらが発生しやすく、これを抑制する目的で、反射鏡の反射面は、複数に分割された小反射面であるファセットによって多面体に形成されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開昭62−64001号公報(第2−3頁、第1−4図)

発明が解決しようとする課題

0005

従来の反射鏡では、ファセットの間の境界エッジに形成されていた。しかしながら、このエッジの部分は光の制御に寄与せず、また、製造時に、反射鏡本体を型から離脱する際の抵抗となり、反射鏡本体に歪を発生させることがあった。さらに、反射鏡の反射面にダイクロイック膜蒸着する際、蒸発源から飛来する蒸発した膜材料突入角が、エッジの境界領域において大きく変化する関係から、均一な膜厚のダイクロイック膜を形成するのが困難になる。このようにファセットの間の境界がエッジであることが、総合的に、光利用率を低下させる要因となっている。

0006

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光利用率を向上できる反射鏡および反射鏡付き電球を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

請求項1記載の反射鏡は、中心軸を中心として一端側から他端側へ向かって拡径する回転体状の反射鏡本体と;反射鏡本体の内面に形成され、円周方向において、複数に分割された平面状のファセットが形成されているとともに、隣り合うファセットの間にこれらファセットに連続する曲面状の曲面状反射面部が形成されている反射面と;を具備しているものである。

0008

反射鏡本体は、例えば、ガラス金属材料ポリエーテルイミドなどの合成樹脂などで形成され、一端側から他端側へ向けて開口する略椀形で、その他端側の開口には前面カバーを取り付けてもよい。反射鏡本体の一端側である頂部側から内部に光源挿入配置可能とする。

0009

ファセットは、反射鏡の用途に応じて、所定の分割数に分割される。また、曲面状反射面部は、例えば、円弧や、楕円の曲面でもよいし、曲率が一定でない、いわゆるフリーサーフェースの曲面でもよい。隣り合うファセットに曲面状反射面部が連続することで、エッジがなく、連続的に変化する反射面となる。

0010

反射面には、赤外線透過可視光反射膜などを形成してもよい。

0011

請求項2記載の反射鏡は、請求項1記載の反射鏡において、ファセットは、隣り合うファセットの一方の端部間が外径方向へ凹状となり、他方の端部間が中心方向へ凸状となるように形成され、曲面状反射面部は、凹状となるファセットの一方の端部間に凹曲面状の曲面状反射面部が形成され、凸状となるファセットの他方の端部間に凸曲面状の曲面状反射面部が形成され、凹状となるファセットの一方の端部を延長した仮想線が交わる外径側の仮想交点と凸状となるファセットの他方の端部を延長した仮想線が交わる内径側の仮想交点との径方向の距離をD、内径側の仮想交点と凹曲面状の曲面状反射面部との距離をd1、外径側の仮想交点と凸曲面状の曲面状反射面部との距離をd2としたとき、次の関係を有する 0.9<d1/D<1 0.9<d2/D<1 d1>d2ものである。

0012

d1/Dおよびd2/Dが0.9より小さいと、ファセットの長さが短くなり、必要な配光設計が困難になり、一方、d1/Dおよびd2/Dが1より大きいと、ファセットの境界のエッジが明確に現れてしまうため、0.9<d1/D<1 0.9<d2/D<1の範囲にあることが好ましい。

0013

隣り合うファセットの間が凸状となるエッジの方が、凹状となるエッジに比べて、光取出効率に対する影響が大きいので、凸曲面状の曲面状反射面がエッジとならないように、d1>d2の関係にあることが好ましい。

0014

凹凸状の複数に分割されたファセットの形状は例えば円弧や楕円の曲面でもよいし、曲率が一定でない、いわゆるフリーサーフェースでも構わない。

0015

請求項3記載の反射鏡は、請求項1または2記載の反射鏡において、反射面は、軸方向において、複数に分割された平面状のファセットが形成されているとともに、隣り合うファセットの間にこれらファセットに連続する曲面状反射面部が形成されているものである。

0016

ファセットは、反射鏡の用途に応じて、所定の分割数に分割される。また、曲面状反射面部は、例えば、円や楕円の曲面でもよいし、曲率が一定でない、いわゆるフリーサーフェースの曲面でもよい。隣り合うファセットに曲面状反射面部が連続することで、エッジがなく、連続的に変化する反射面となる。

0017

請求項4記載の反射鏡は、請求項1ないし3いずれか一記載の反射鏡において、請求項1ないし3いずれか一記載の反射鏡と;反射鏡内に配置されたランプと;反射鏡の一端側に設けられた口金と;を具備しているものである。

0018

ランプは、例えば、ハロゲンランプなどが用いられる。このハロゲンランプのフィラメントコイルは、螺旋状で、反射鏡の中心軸に沿って配置される。

0019

口金は、例えば、E11などのソケット取り付け可能なものが用いられる。

発明の効果

0020

請求項1記載の反射鏡によれば、反射鏡本体の内面の反射面には、円周方向において、複数に分割された平面状のファセットを形成するとともに、隣り合うファセットの間にこれらファセットに連続する曲面状の曲面状反射面部を形成するため、エッジをなくし、ファセットに加えて曲面状反射面部によっても光を制御でき、光利用率を向上できる。

0021

請求項2記載の反射鏡によれば、請求項1記載の反射鏡の効果に加えて、ファセットと曲面状反射面部との関係を、光利用率を向上できるように設計可能な範囲に規定できる。

0022

請求項3記載の反射鏡によれば、請求項1または2記載の反射鏡の効果に加えて、反射鏡本体の内面の反射面には、軸方向において、複数に分割された平面状のファセットを形成するとともに、隣り合うファセットの間にこれらファセットに連続する曲面状反射面部を形成するため、エッジをなくし、ファセットに加えて曲面状反射面部によっても光を制御でき、光利用率を向上できる。

0023

請求項4記載の反射鏡付き電球によれば、反射鏡の光利用率を向上でき、高効率の反射鏡付き電球を提供できる。

発明を実施するための最良の形態

0024

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

0025

図1ないし図3に第1の実施の形態を示し、図1は反射鏡の円周方向の一部の断面図、図2は反射鏡の軸方向の一部の断面図、図3は反射鏡付き電球の断面図である。

0026

図3に示すように、11は反射鏡付き電球で、この反射鏡付き電球11は、ランプとしてのハロゲンランプ12、このハロゲンランプ12を内側に配置した反射鏡13、およびこの反射鏡13の一端に設けられた口金14を備えている。

0027

ハロゲンランプ12は、例えば石英ガラスにて円筒状に形成されバルブ21を有し、このバルブ21の一端に封止部22が形成され、他端に排気チップオフ部23が形成され、内部にハロゲンおよび不活性ガス封入されている。

0028

バルブ21の内部には、例えば2つのコイル巻回し二重コイル構造のフィラメントコイル24がハロゲンランプ12の中心軸に沿って配置されている。フィラメントコイル24の両端は一対の内部導入線25に接続されて支持され、これら内部導入線25はバルブ21の封止部22に一対の封着金属箔26を介して一対の外部導入線27とともに封止固定されている。

0029

また、反射鏡13は、例えば、ガラスにて反射鏡本体31が一体に形成されており、中心軸xを中心として、一端側にはハロゲンランプ12が挿入配置される円筒状の基部32が形成され、この基部32から他端側へ向かって拡径しかつ開口する回転体状であって略椀形の反射鏡部33が形成されている。反射鏡部33の他端側の開口部34には、透光性を有する前面カバーを取り付けてもよい。この反射鏡部33の内面には、ハロゲンランプ12の光を開口部34へ向けて反射する反射面35が形成されている。この反射面35には、赤外線透過可視光反射膜が形成され、ダイクロイックミラーとして構成されている。

0030

また、口金14は、E11形で、反射鏡13の基部32の外周に固定される磁器製の支持部41、この支持部41にかしめて固定されたシェル42、および支持部の一端に設けられたアイレット43を備えている。シェル42およびアイレット43にハロゲンランプ12の各外部導入線27がそれぞれ接続されている。

0031

次に、反射鏡13の反射面35には、図1に示すように、円周方向において、複数に分割された平面状(直線状)のファセット51が形成されているとともに、隣り合うファセット51の間にこれらファセット51に連続する曲面状の曲面状反射面部52が形成され、また、図2に示すように、軸方向において、複数に分割された平面状(直線状)のファセット51が形成されているとともに、隣り合うファセット51の間にこれらファセット51に連続する曲面状反射面部53が形成されている。

0032

図1に示すように、反射鏡13の反射面35の円周方向において、ファセット51は、中心軸xに垂直な面で、所定の幅aに形成されているとともに、円周方向に等間隔毎に形成されている。また、曲面状反射面部52は、所定の幅bで、隣り合うファセット51の端部間を連続的な曲面で接続するもので、円弧や、楕円の曲面でもよいし、曲率が一定でない、いわゆるフリーサーフェースの曲面でもよい。そのため、反射鏡13の反射面35の円周方向において、隣り合うファセット51に曲面状反射面部52が連続することで、エッジがなく、連続的に変化する反射面35となる。

0033

図2に示すように、反射鏡13の反射面35の軸方向において、ファセット51は、中心軸xに垂直な面で、所定の幅cに形成されているとともに、軸方向に等間隔毎あるいは間隔を変えて形成されている。また、曲面状反射面部53は、所定の幅dで、隣り合うファセット51の端部間を連続的な曲面で接続するもので、円弧や、楕円の曲面でもよいし、曲率が一定でない、いわゆるフリーサーフェースの曲面でもよい。そのため、反射鏡13の反射面35の軸方向において、隣り合うファセット51に曲面状反射面部53が連続することで、エッジがなく、連続的に変化する反射面35となる。

0034

なお、狭角、中角広角配光となる各タイプの反射鏡13で、反射鏡13の開口径が50mm、ハロゲンランプ12のフィラメントコイル24のコイル長が6.2mm、5.5mmの場合において、円周方向のファセット51の分割数は36個、軸方向のファセット51の分割数は19個もしくは20個が好ましい。

0035

このように、反射鏡13は、反射面35の円周方向において、複数に分割された平面状のファセット51を形成するとともに、隣り合うファセット51の間にこれらファセット51に連続する曲面状反射面部52を形成するため、エッジをなくし、ファセット51に加えて曲面状反射面部52によってもハロゲンランプ12からの光を制御でき、光利用率を向上できる。また、反射面35の軸方向において、複数に分割された平面状のファセット51を形成するとともに、隣り合うファセット51の間にこれらファセット51に連続する曲面状反射面部53を形成するため、エッジをなくし、ファセット51に加えて曲面状反射面部53によっても光を制御でき、光利用率を向上できる。

0036

したがって、反射鏡13の反射面35からエッジをなくすことにより、光の制御に寄与しない部分がなくなり、また、製造時において、反射鏡本体31を型から離脱する際に、反射鏡本体31に歪を発生させることがなくなり、さらに、反射鏡13の反射面35にダイクロイック膜を蒸着する際、蒸発源から飛来する蒸発した膜材料の突入角が、エッジのように境界領域において大きく変化することがなく、均一な膜厚のダイクロイック膜を形成することができる。このようにファセット51の間の境界がエッジがなく、連続した曲面で形成されていることにより、総合的に、光利用率を向上させることができる。

0037

次に、図4に第2の実施の形態を示し、図4は反射鏡の円周方向の一部の断面図である。

0038

図4に示すように、反射鏡13の反射面35の円周方向において、ファセット51は、隣り合うファセット51の一方の端部間が外径方向へ凹状となり、他方の端部間が中心方向へ凸状となるように形成されている。

0039

各凹状となるファセット51の一方の端部を延長した仮想線が交わる仮想交点P1が中心軸xを中心とする同一円周上に配置されているとともに、各凸状となるファセット51の他方の端部を延長した仮想線が交わる仮想交点P2が中心軸xを中心とする同一円周上に配置されている。

0040

隣り合うファセット51のなす角度をθとした場合、0.5°<θ<30°の角度の範囲内にあることが好ましい。

0041

また、曲面状反射面部52は、凹状となるファセット51の一方の端部間にこれらファセット51に連続する凹曲面状の曲面状反射面部52aが形成され、凸状となるファセット51の他方の端部間にこれらファセット51に連続する凸曲面状の曲面状反射面部52bが形成されている。

0042

凹状となるファセット51の一方の端部を延長した仮想線が交わる外径側の仮想交点P1と凸状となるファセット51の他方の端部を延長した仮想線が交わる内径側の仮想交点P2との径方向の距離をD、内径側の仮想交点P2と凹曲面状の曲面状反射面部52aとの距離をd1、外径側の仮想交点P1と凸曲面状の曲面状反射面部52bとの距離をd2としたとき、次の関係を有する
0.9<d1/D<1
0.9<d2/D<1
d1>d2

0043

そして、d1/Dおよびd2/Dが0.9より小さいと、ファセット51の長さが短くなり、必要な配光設計が困難になり、一方、d1/Dおよびd2/Dが1より大きいと、ファセット51の境界のエッジが明確に現れてしまうため、0.9<d1/D<1 0.9<d2/D<1の範囲にあることが好ましい。

0044

隣り合うファセット51の間が凸状となるエッジの方が、凹状となるエッジに比べて、光取出効率に対する影響が大きいので、凸曲面状の曲面状反射面部52aがエッジとならないように、d1>d2の関係にあることが好ましい。

0045

このような関係により、反射鏡13のファセット51と曲面状反射面部52a,52bとの関係を、光利用率を向上できるように設計可能な範囲に規定できる。

図面の簡単な説明

0046

本発明の第1の実施の形態を示す反射鏡の円周方向の一部の断面図である。
同上反射鏡の軸方向の一部の断面図である。
同上反射鏡付き電球の断面図である。
本発明の第2の実施の形態を示す反射鏡の円周方向の一部の断面図である。

符号の説明

0047

11反射鏡付き電球
12ランプとしてのハロゲンランプ
13反射鏡
14口金
31 反射鏡本体
35反射面
51ファセット
52曲面状反射面部
53 曲面状反射面部
x 中心軸

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