(57)【要約】【課題】高価な機構や大型な放熱機構を必要とせずに、大光量の光束を得る。【解決手段】反射面が楕円面である複数の第１の反射鏡４１と；複数の第１の反射鏡４１のそれぞれにおいて、第１の焦点に配置される複数の光源４２と；自らの焦点Pが複数の第１の反射鏡４１の第２の焦点と重なる位置に設けられ、反射面が放物面である第２の反射鏡２０とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面が楕円面である第１の反射鏡と；
第１の反射鏡において、第１の焦点に配置される光源と；
自らの焦点が第１の反射鏡の第２の焦点と重なる位置に設けられ、反射面が放物面である第２の反射鏡と
を具備することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
第１の反射鏡は複数であり、複数の第１の反射鏡のそれぞれにおいて、第１の焦点に光源が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
複数の第１の反射鏡は、反射面の楕円の曲率が異なることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
第２の反射鏡の中央部には穴が形成されており、この穴に第２の反射鏡とは別の反射面が放物面である第３の反射鏡及び光源が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の光源から出射された光を全て平行光として出力する光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大光量の光束を得るためには、高出力の光源を用いるようにしている。しかしながら、高出力の光源は発熱量も極めて大きく、放熱機構が必要であり、しかもこの放熱機構が大型とならざるを得ないという問題があった。
【０００３】
上記に対して、複数光源から出射された光をライトパイプやプリズムなどの構成で誘導し、大光量を得る照明装置が特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開２００５−３８８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この手法では光を誘導する機構が複雑で高価であり、また透過性が悪く効率が低下してしまう虞がある。しかも、このような機構が光源毎に必要である問題点があった。
【０００５】
また、この手法では、複数光源から出射された光が誘導部材で反射されながら導光されるが、光が複数回反射されると、反射する毎に効率は低下してゆくと共に、導光手段から出射する光は平行光のみではないため、例えば、導光手段から出射する光をスポット照明等に用いる場合には、導光手段から先のレンズ機構等で光を全て平行光となるように制御しようとしても完全に制御することは困難である。このため、照射面上に輝度ムラを生じたり、照射面の輪郭がぼやけたりするなどの現象を生じてしまう課題があった。本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたもので、その目的は、複雑な機構や大型な放熱機構を必要とせずに、大光量の光束及び平行光を得ることが可能な光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光源装置は、反射面が楕円面である第１の反射鏡と；第１の反射鏡において、第１の焦点に配置される光源と；自らの焦点が第１の反射鏡の第２の焦点と重なる位置に設けられ、反射面が放物面である第２の反射鏡とを具備することを特徴とする。
【０００７】
光源は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge Lamps）など高輝度のランプを用いることができる。第２の反射鏡により光が反射された進行方向に、調色や調光のフィルム、ズーム機構、光路変更機構を設けることができる。光路変更機構は鏡やフレネルレンズを用いて構成することができる。本発明に係る光源装置は、上記調色や調光のフィルム、ズーム機構、光路変更機構よりも上側に設け、熱的悪影響を防止可能となる。本発明に係る光源装置では、反射面が放物面である鏡の反射面にダイクロイックフィルタを用いることもでき、これにより反射光の熱をダイクロイックフィルタを介して反射面が放物面である鏡の裏側へ逃すことが可能であり、好適な放熱を実現する。
【０００８】
本発明に係る光源装置では、第１の反射鏡は複数であり、複数の第１の反射鏡のそれぞれにおいて、第１の焦点に光源が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光源装置では、複数の第１の反射鏡は、反射面の楕円の曲率が異なることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光源装置は、第２の反射鏡の中央部には穴が形成されており、この穴に第２の反射鏡とは別の反射面が放物面である第３の反射鏡及び光源が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る光源装置によれば、複数の第１の反射鏡において第１の焦点に配置される光源から出射された光は反射面が楕円面である複数の第１の反射鏡により反射されて第２の反射鏡の焦点に集結して、放物面である第２の反射鏡における反射面にて反射されて平行光とされる。本発明に係る光源装置では、第１の反射鏡は複数であり、複数の第１の反射鏡のそれぞれにおいて、第１の焦点に光源が配置されているので、大光量の平行光束を得ることが可能である。本発明に係る光源装置では、複数の第１の反射鏡は、反射面の楕円の曲率が異なるので、複数の光源の配置位置を多様化でき、多くの光源を配置する場合に有利である。本発明に係る光源装置は、第２の反射鏡の中央部には穴が形成されており、この穴に第２の反射鏡とは別の反射面が放物面である第３の反射鏡及び光源が配置されているので、中央部から更に別の光源を用いた光照射が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照して、本発明に係る光源装置の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、実施例に係る光源装置を用いた照明装置の構成図が示されており、図２には、その要部組立斜視図が示されている。
【００１３】
円筒状の外筒体１０の頭部に、第２の反射鏡２０が設けられている。第２の反射鏡２０は、放物面鏡であり、反射面が放物面となっている。また、第２の反射鏡２０の反射面には、ダイクロイックフィルタが用いられており、外筒体１０における頭部の周縁部には、例えば２本の吊りワイヤ２１が取り付けられ、照明装置を天井やバトンなどに吊り下げ固定可能となっている。
【００１４】
外筒体１０内には、内筒体３０が設けられている。内筒体３０の頭部周縁部には、リング状の支持部３１が設けられ、この支持部３１に複数の光源部３２が設けられている。第２の反射鏡２０の上側から見た平面図である図３に示されているように、支持部３１の径は、第２の反射鏡２０における下端部周縁の径よりも大径である。
【００１５】
図２に示されるように、それぞれの光源部３２は、図３に示す第１の反射鏡４１と光源４２とがセットにされて構成され、支持部３１において例えば等間隔で配置されている。第１の反射鏡４１は、楕円面鏡であって、その反射面が楕円面とされている。光源４２は上記第１の反射鏡４１の第１の焦点に配置されている。第２の反射鏡２０の焦点Ｐと第１の反射鏡４１の第２の焦点とは、図４に示されるように重なっており、光源４２から出射された光Ｒ（以下、Ｒは光を示す）は上記焦点Ｐに集光して放物面鏡である第２の反射鏡２０の反射面において反射され、平行光とされて照明装置の下方へ向かう。前述の通り、第２の反射鏡２０の反射面には、ダイクロイックフィルタが用いられているので、光源４２から射出された光に赤外線の成分は第２の反射鏡２０の裏面側（図１の上部方向）へ通過し、照射光に熱成分が含まれず、照明装置の内部機構などへの熱的悪影響を防止することが可能である。光源４２としては、ＨＩＤ（High Intensity Discharge Lamps）など高輝度のランプを用いることができる。
【００１６】
内筒体３０の上側内部には、調光用フィルムを有する調光部３３、調色用フィルムをループ状に結合して所要の部分を光路上に移動させるように構成した調色部３４、ゴボやカッタと称される所要の形状や模様を写し出すフィルムを含む調質部３５などが縦方向に設けられる。これら調光部３３、調色部３４、調質部３５のフィルムなどを制御する信号を受ける受信部及び必要な制御機構等は、内筒体３０と外筒体１０の間に配置される。
【００１７】
調質部３５の下方には、ズーム機構及びフォーカス機構を備えたレンズ部３６が設けられている。ズームレンズの焦点は、ゴボやカッタと称される所要の形状や模様を写し出すフィルムの位置に合わされている。
【００１８】
内筒体３０と外筒体１０の下端部には、リング状の取付部３７が設けられ、この取付部３７からは下方にアーム３８、３９が延びている。アーム３８の先端には、レンズ部３６から出射された光を反射する反射鏡４５がモータによって矢印Ｘ方向に水平移動可能に水平移動機構４４が取り付けられている。また、アーム３９の先端には、反射鏡４５により反射された光を更に反射させると共に所要の集光を行うためのフルネルレンズが付加された反射鏡４６が設けられている。反射鏡４６は、モータによってアーム３９を回転軸とした矢印Ｙ方向に回転可能であると共に、円筒状の軸４７を中心に反射方向を上下方向へ変位させる矢印Ｚ方向に回転可能に取り付けられている。
【００１９】
更に、取付部３７も内筒体３０と外筒体１０の下端部に設けられたレールにおいて、モータ駆動にて矢印Ｓに示すように平面回転するように構成されている。ズーム機構及びフォーカス機構の制御部と、取付部３７及び反射鏡４５、４６の回転制御機構等は、内筒体３０と外筒体１０の間に配置される。
【００２０】
このような構成の照明装置に用いられている光源装置では、反射面が放物面である第２の反射鏡２０の焦点に大光量の光源を置いた場合に比べて次の通りの利点を有している。まず、第２の反射鏡２０の焦点に大光量の光源を１つ置いた場合に、焦点に位置するフィラメントなどの発光部が小さければ小さい程、高精度な平行光を得ることができる。逆に言えば、発光部が大きくなると焦点からずれた位置にも光源が存在することになり、焦点からずれた位置の光源から射出された光が反射されると平行光以外の成分となってしまう。以上により、平行光を得るためには発光部が小さい程良いということになる。
【００２１】
これに対し、高出力を得るためには、大電力化光源とし、このため、フィラメント等の発光部が長く大きい光源を用いることになる。しかし、光源部が長く大きいということは、前述の通り、焦点からずれた位置にも光源があることになり、単に大出力の光源を第２の反射鏡の焦点に配置しても適切な平行光を得ることはできない。
【００２２】
上記に鑑み、本実施例では、複数の光源部３２の光源４２から射出された光はそれぞれ第１の反射鏡４１にて反射され、全てが第２の反射鏡２０の焦点Ｐに集光する(図４等)。即ち、焦点Ｐに複数の光源４２が重なって存在する状態を呈している。焦点Ｐに集光された光は、第２の反射鏡２０の反射面にて反射されて全て平行光とされて射出されてゆくので、高出力の平行光を効率良く得ることができるものである。そして、複数の光源４２を図２に示すように、第２の反射鏡２０の径外に配置する構成であるので、複数の光源４２の放熱にも好適な構造となっている。なお、本実施例では、光源部３２を複数としたが、単一の光源部を備えることも可能であり、単一の光源部を備える構成は以下の各実施例においても採用し得ることは言うまでもない。
【００２３】
上記のように本実施例または以下の各実施例においても、第２の反射鏡２０の反射面にて反射された光は基本的に全て平行光となる。このようにして得られた平行光は、光の制御がしやすく、照射面の輝度の均一化を図ることが容易であり、しかも照射面の輪郭の明確化（シャープな輪郭の生成）を図ることが可能であり、各種照明機器にとって好適な性質を有するものである。
【００２４】
図５に、光源装置の第２の実施例の説明図を示す。この第２の実施例では、光源部３２以外に光源部３２Ａを備える。光源部３２に用いる第１の反射鏡４１と光源部３２Ａに用いる第１の反射鏡４１Ａの曲率が異なる。この例では、第１の反射鏡４１に比べて、第１の反射鏡４１Ａの焦点が反射面から遠い位置にある。光源部３２Ａについても、図２に示した光源部３２のように複数設けることができる。このように複数の第１の反射鏡４１、４１Ａは、反射面の楕円の曲率が異なるので、複数の光源の配置位置を多様化でき、多くの光源を立体的に配置する場合に有利であるという効果を奏するものである。
【００２５】
図６に、光源装置の第３の実施例の説明図を示す。この第３の実施例では、第２の実施例において、第２の反射鏡２０の中央部には穴２８が形成されており、この穴２８に第２の反射鏡２０とは別の反射面が放物面である第３の反射鏡６０及び光源６１が配置されている。光源６１は第３の反射鏡６０の焦点に配置されている。この実施例によれば、第１の反射鏡４１、４１Ａが第２の反射鏡２０の径外に配置され、平行光量が少ない第２の反射鏡２０の中央部分に補助光源（光源６１）が存在することになり、光源６１から出射された光は第３の反射鏡６０にて反射されて中央部付近を照射する平行光となるので、平行光の光量の偏りを防ぎ良質な平行光を得ることができる。なお、光源６１は、１つに限ることなく、２個以上設けるようにしても良い。また、この図６では、第２の実施例と組み合わせたが、第１の実施例と第３の反射鏡６０及び光源６１を組み合わせるようにしても良い。
【００２６】
図７に、光源装置の第４の実施例の説明図を示す。この第４の実施例では、第２の反射鏡７０が円錐状の基部７１を備え、反射面７２が放物面となっている。この構成によれば、第２の反射鏡７０の小型化を図ることができると共に第２の反射鏡７０の中央部分に多くの平行光束を集め易く、同じ光源を用いた場合に単位面積当たりの光量が多い光照射を行うことができる。ここでは、第１の実施例と同様に、第１の反射鏡４１と光源４２のセットを複数セット用意して、周囲に配置する例であるが、第２の実施例の如く、第１の反射鏡４１Ａと光源４２を更に設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係る光源装置を用いた照明装置の構成図。
【図２】本発明の実施例に係る光源装置を用いた照明装置の要部組立斜視図。
【図３】本発明の実施例に係る光源装置を第２の反射鏡の上側から見た平面図。
【図４】本発明の第１の実施例に係る光源装置における第１の反射鏡と第２の反射鏡及び光源の光学的関係を示す図。
【図５】本発明の第２の実施例に係る光源装置における第１の反射鏡と第２の反射鏡及び光源の光学的関係を示す図。
【図６】本発明の第３の実施例に係る光源装置における第１の反射鏡と第２の反射鏡と第３の反射鏡及び光源の光学的関係を示す図。
【図７】本発明の第４の実施例に係る光源装置における第１の反射鏡と第２の反射鏡及び光源の光学的関係を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  外筒体
２０  第２の反射鏡
２８  穴
３０  内筒体
３１  支持部
３２、３２Ａ  光源部
３３  調光部
３４  調色部
３５  調質部
３６  レンズ部
３７  取付部
３８、３９  アーム
４１、４１Ａ  第１の反射鏡
４２  光源
４５、４６  反射鏡
６０  第３の反射鏡
６１  光源
７０  第２の反射鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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