(57)【要約】【課題】線状光源からの光を狭角配光制御する際の光利用効率を従来よりもさらに一層高めることができる照明装置を提供する。【解決手段】発光管４を有する線状光源１と、発光管１の軸心上の一部を焦点位置Ｆ０として線状光源１からの光を反射する反射手段２とを有し、反射手段２は線状光源１の前方側を覆って発光管４と同心状に配置された主回転放物面鏡１０と、主回転放物面鏡１０の後方側にあって線状光源１の一部を覆ってこれと同心状に配置された小型の副回転放物面鏡１１とを備え、主回転放物面鏡１０の後方側には副回転放物面鏡１１で反射された光を通過させる開口部１０ａが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管を有する線状光源と、前記発光管の軸心上の一部を焦点位置としてこの線状光源からの光を発光管の略軸心方向に沿うように反射する反射手段とを有し、前記反射手段は、線状光源の前方側を覆って発光管と同心状に配置された主回転放物面鏡と、この主回転放物面鏡よりも小型でかつ主回転放物面鏡の後方側にあって線状光源の一部を覆ってこれと同心状に配置された副回転放物面鏡とを備え、前記主回転放物面鏡の後方側には前記副回転放物面鏡で反射された光を通過させる開口部が形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記主回転放物面鏡の焦点と、副回転放物面鏡の焦点とは、前記発光管の軸心方向に沿って前後に異なる位置にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記主回転放物面鏡と副回転放物面鏡との間には空気流通用の隙間が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記線状光源の周壁には反射手段の一部が接触されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記線状光源の根元部近傍の周壁に放熱部材が当接されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記反射手段からは、前記線状光源の軸心方向に沿って前記線状光源との間に空気流通用の隙間が生じるように線状光源の外径よりも内径の大きい円筒状の仕切り部が延設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記線状光源の根元部の端面に放熱部材が当接されていることを特徴とする請求項５または請求項６記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車照明用ライトガイドや投写型映像機器などの光源として適用される照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の照明装置として、たとえば、図８に示す構成のものが提供されている（たとえば、特許文献１参照）。この照明装置は、細長い円筒状の発光管５１を円筒状をしたガラス製の保護管５２内に封入してなる線状光源５０を有し、この線状光源５０の前方側を覆って発光管５１と同心状に回転放物面鏡５４を配置するとともに、この回転放物面鏡５４の後方側には線状光源５０の一部を覆ってこれと同心状に半球面鏡５５を配置して構成されている。そして、回転放物面鏡５４の焦点と半球面鏡５５の焦点とは、発光管５１の軸心Ｃ上の一部に仮想的に設定した発光点Ｆａにいずれも一致するように設定されている。なお、発光管５１は保護管５２の端部に設けたソケット５６に電気的機械的に接続されている。
【０００３】
この構成の照明装置では、発光管５１の発光点Ｆｘから出射された光が前方側の回転放物面鏡５４で反射されると線状光源５０の軸心Ｃに略沿った平行光となって外部に出射される。また、発光管５１の発光点Ｆｘから出射された光が半球面鏡５５で反射されると、同じ光路を辿って発光管５１側に向かい、回転放物面鏡５４に入射した光はここで反射されて線状光源５０の軸心Ｃに略沿った平行光となって外部に出射される。
【０００４】
このように、図８に示した構成の照明装置は、回転放物面鏡５４は小口径であるにもかかわらず、線状光源５０から出射されて反射された光が極力平行光に近付くように狭角配光制御することができる利点がある。
【０００５】
さらに、他の従来技術として、点光源からの光を高い利用効率でかつ装置を大型化することなく外部に出射できるように、回転放物面鏡の前方側に小型の補助凹面鏡を配置した構成のものも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２０２８１１号公報（第１−９頁、図１−図１３）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−１２５１９７号公報（第１−７頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に示されている照明装置は、回転放物面鏡５４の後方側に半球面鏡５５が配置されているために、線状光源５０を狭角配光制御する際の光利用効率を高める上で限界がある。
【０００９】
すなわち、発光管５１の発光点Ｆｘ近傍から出射された光が半球面鏡５５で反射されると、略同じ光路を辿って発光管５１に向かうので、この反射光が発光管５１によって遮られる割合が多く、回転放物面鏡５４に効率良く届かなくなる。また、発光管５１の前半部分から出射されて半球面鏡５５で反射される光も同様に発光管５１に向うため、発光管５１で大部分が遮られてしまって回転放物面鏡５４に届く光の割合が少なくなる。このように、発光管５１が細長く、かつ  回転放物面鏡５４の後方側に半球面鏡５５が配置されているために、特許文献１の構成では、発光管５１で遮られる光の割合が多くなって光利用効率が悪い。
【００１０】
また、特許文献２に示されている照明装置は、あくまで点光源からの光の利用効率を高めるための技術で、線状光源からの光を狭角配光制御する際の光利用効率を高めることに着目したものではない。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、線状光源からの光を狭角配光制御する際の光利用効率を従来よりもさらに一層高めることができる照明装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、次の構成を採用している。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明に係る照明装置は、発光管を有する線状光源と、前記発光管の軸心上の一部を焦点位置としてこの線状光源からの光を発光管の略軸心方向に沿うように反射する反射手段とを有し、前記反射手段は、線状光源の前方側を覆って発光管と同心状に配置された主回転放物面鏡と、この主回転放物面鏡よりも小型でかつ主回転放物面鏡の後方側にあって線状光源の一部を覆ってこれと同心状に配置された副回転放物面鏡とを備え、前記主回転放物面鏡の後方側には前記副回転放物面鏡で反射された光を通過させる開口部が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
これにより、発光管からの光の内、前方側の主回転放物面鏡で反射される光は略平行光となって外部に出射される。また、後方側の副回転放物面鏡で反射される光は発光管によって遮られる割合いが少なくなり、略平行光となって外部に出射される。このため、線状光源からの光を狭角配光制御する際に、従来よりも光利用効率を一層高めることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明に係る照明装置は、請求項１記載の発明の構成において、前記主回転放物面鏡の焦点と、副回転放物面鏡の焦点とは、前記発光管の軸心方向に沿って前後に異なる位置にそれぞれ設定されていることを特徴としている。
【００１６】
これにより、後方側の副回転放物面鏡で反射される光は略平行光の割合が増えて発光管によって遮られることがさらに少なくなるので、線状光源からの光を狭角配光制御する際の光利用効率をさらに一層高めることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明に係る照明装置は、請求項１または請求項２に記載の発明の構成において、前記主回転放物面鏡と副回転放物面鏡との間には空気流通用の隙間が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
これにより、空気流通用の隙間を通って空気の対流が生じるため、線状光源の表面温度が下がり、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００１９】
請求項４記載の発明に係る照明装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、前記線状光源の周壁には反射手段の一部が接触されていることを特徴としている。
【００２０】
これにより、線状光源の発熱が反射手段に伝熱して線状光源が冷却されるため、さらに発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００２１】
請求項５記載の発明に係る照明装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、前記線状光源の根元部近傍の周壁に放熱部材が当接されていることを特徴としている。
【００２２】
これにより、線状光源からの発熱が放熱部材を介して外部に放熱されるため、線状光源の発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００２３】
請求項６記載の発明に係る照明装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、前記反射手段からは、前記線状光源の軸心方向に沿って前記線状光源との間に空気流通用の隙間が生じるように線状光源の外径よりも内径の大きい円筒状の仕切り部が延設されていることを特徴としている。
【００２４】
これにより、線状光源を鉛直方向に沿って配置した構成とした場合、線状光源の周壁に沿った空気流通用の隙間を通って上昇気流が生じるため、線状光源全体の表面温度が下がり、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。また、仕切り部によって副回転放物面鏡の位置決め精度が高まり、反射効率が良くなる。
【００２５】
請求項７記載の発明に係る照明装置は、請求項５または請求項６記載の発明の構成において、前記線状光源の根元部の端面に放熱部材が当接されていることを特徴としている。
【００２６】
これにより、線状光源の根元部近傍の発熱が放熱部材を介して外部に放熱されるため、線状光源の発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１における照明装置の断面図である。
【００２８】
この実施の形態１における照明装置は、線状光源１と、この線状光源１からの光を反射する反射手段２とを備えており、これらがケース３内に収納配置されている。
【００２９】
線状光源１は、細長い円筒状の発光管４を有し、この発光管４が円筒状をしたガラス製の保護管５内に封入され、保護管５の端部にはソケット６が設けられてなる。そして、発光管４はソケット６に電気的機械的に接続されている。
【００３０】
反射手段２は、主回転放物面鏡１０と副回転放物面鏡１１とからなる。主回転放物面鏡１０は、線状光源１の前方側を覆って発光管４と同心状に配置されており、この主回転放物面鏡１０の後方側には副回転放物面鏡１１で反射された光を通過させる開口部１０ａが形成されている。一方、副回転放物面鏡１１は、主回転放物面鏡１０よりも小型でかつ主回転放物面鏡１０の後方側にあって線状光源１の一部を覆ってこれと同心状に配置されている。したがって、両回転放物面鏡１０，１１の光軸Ｃは、発光管４の軸心と一致している。
【００３１】
そして、主回転放物面鏡１０の焦点と副回転放物面鏡１１の焦点とは、発光管４の軸心上の一部に仮想的に設定した発光点Ｆ０にいずれも一致するように設定されている。さらに、主回転放物面鏡１０と副回転放物面鏡１１とは、周方向に沿ってたとえば１２０°ピッチで配置された取付金具１２とネジ１３とによって互いに一体に連結されている。このため、両回転放物面鏡１０，１１の間には空気流通用の隙間１４が形成されている。
【００３２】
なお、１５はこの照明装置に接続されたライトガイドである。
【００３３】
上記構成の照明装置において、発光管４から出射される光の内、焦点Ｆ０付近から前方側の主回転放物面鏡１０に向かう光は主回転放物面鏡１０で反射され、その反射光は光軸Ｃと略平行になって外部に出射される。
【００３４】
また、発光管４の前半部分から出射されて副回転放物面鏡１１で反射される光は、発光管４に向うことなく主回転放物面鏡１０の開口部１０ａを通過して外部に出射されて、発光管４で遮られる光の割合が少ない。
【００３５】
このように、発光管４が細長いものであっても、発光管４で遮られる光の割合が従来に比べて全般に少なくなり、略平行光となって外部に出射されるため、線状光源１からの光を狭角配光制御する際に、従来に比較して光利用効率をさらに高めることができる。
【００３６】
また、主回転放物面鏡１０と副回転放物面鏡１１との間には空気流通用の隙間１４が存在するので、線状光源１が発熱すると、この隙間１４を通って空気の対流が生じる。その結果、線状光源１の表面温度が下がり、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
［実施の形態２］
図２は本発明の実施の形態２における照明装置の断面図であり、図１に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００３７】
この実施の形態２における照明装置の特徴は、主回転放物面鏡１０の焦点Ｆ１と、副回転放物面鏡１１の焦点Ｆ２とが発光管４の軸心方向に沿って前後に異なる位置にそれぞれ設定されていることである。
【００３８】
線状光源１を構成する発光管４は細長いので、発光管４の軸心方向に沿って主回転放物面鏡１０の焦点Ｆ１と副回転放物面鏡１１の焦点Ｆ２とをそれぞれ個別に設定することにより、各々の回転放物面鏡１０，１１で反射される光の内、光軸Ｃと略平行となる光の割合が実施の形態１の場合よりも増加し、発光管４によって遮られることがさらに少なくなる。したがって、線状光源１からの光を狭角配光制御する際の光利用効率をさらに一層高めることができる。
【００３９】
その他の構成および作用は、図１に示した実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
［実施の形態３］
図３は本発明の実施の形態３における照明装置の断面図であり、同図（ａ）は全体図、同図（ｂ）は部分拡大図である。なお、図１に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００４０】
この実施の形態３における照明装置の特徴は、線状光源１の周壁に反射手段２の一部が接触されていることである。すなわち、この実施の形態３では、副回転放物面鏡１１の後端部から線状光源１の保護管５の周壁に沿ってソケット６の形成部分に至るまで円筒状の接触部１１ａが一体的に形成されており、この接触部１１ａの後端部がソケット６の外周面に接触するように嵌め込まれている。
【００４１】
この構成であると、発光管１からの発熱がソケット６を介して副回転放物面鏡１１の接触部１１ａに伝わって放熱される。すると、副回転放物面鏡１１の内側の温度は上昇する一方、その外側のケース３との間に存在する空気との温度差が広がる。そのことにより、トンネル効果が生じて下部の空気は主回転放物面鏡１０と副回転放物面鏡１１との間の空気流通用の隙間１４を通過し、この空気の流れで線状光源１の表面から熱を奪う。これにより、線状光源１の表面温度が低下するので、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００４２】
その他の構成および作用は、図１に示した実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
［実施の形態４］
図４は本発明の実施の形態４における照明装置の断面図であり、図３に示した実施の形態３と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００４３】
この実施の形態４における照明装置の特徴は、線状光源１の根元部であるソケット６の外周面とケース３の内周面との間に放熱部材１８が介在されていることである。すなわち、この放熱部材１８は、図５に示すように、筒状部１８ａとその筒状部１８ａの周方向に沿って一定ピッチで径方向に突設されたフィン部１８ｂとからなり、筒状部１８ａが副回転放物面鏡１１の後端部から延びる接触部１１ａに外嵌され、フィン部１８ｂがケース３の内周面に当接している。なお、放熱部材１８としては、熱伝導率の良い材料、たとえばアルミ製や銅製のものが使用される。
【００４４】
この構成であると、線状光源１からの発熱が放熱部材１８からケース３を介して外部に放熱されるため、線状光源１の発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。しかも、この放熱部材１８によって副回転放物面鏡１１の光軸Ｃが発光管４の軸心と一致するように正確に位置決めされるため、発光管４からの光を略平行に反射させることができ、反射効率が高まる。
【００４５】
なお、図４に示した構成に加えて、さらに図６に示すように、ケース３の末端部の内壁からソケット６に向けて凸部３ａを形成し、この凸部３ａを直接ソケット６の端面に当接させた構成することもできる。
【００４６】
この構造にすると、ケース３が線状光源１に対する放熱部材として直接に作用する。つまり、線状光源１の根元部の熱をケース３の凸部３ａを介して伝熱させることができるため、線状光源１の発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００４７】
その他の構成および作用は、図３に示した実施の形態３の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
［実施の形態５］
図７は本発明の実施の形態５における照明装置の断面図であり、図１に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００４８】
この実施の形態５における照明装置の特徴は、副回転放物面鏡１１の後端部から線状光源１の保護管５の周壁に沿ってソケット６に至るまで円筒状の仕切部１１ｂが延設されている。この仕切部１１ｂは、線状光源１との間に空気流通用の隙間１９が生じるように線状光源１の外径よりも内径が大きくなるように形成されており、この仕切部１１ｂの末端部外周とケース３の内壁との間には放熱部材２０が介在されている。
【００４９】
この構成であると、線状光源１を鉛直方向に沿って配置した構成とした場合、線状光源１の周壁に沿った空気流通用の隙間１９を通って上昇気流が生じるため、線状光源１全体の表面温度が下がり、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。また、仕切部１１ｂと放熱部材２０とによって、副回転放物面鏡１１の光軸Ｃが発光管４の軸心と一致するように正確に位置決めされるため、発光管４からの光を略平行に反射させることができ、反射効率が高まる。
【００５０】
その他の構成および作用は、図１に示した実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係る照明装置は、発光管からの光の内、前方側の主回転放物面鏡で反射される光は略平行光となって外部に出射され、また、後方側の副回転放物面鏡で反射される光は発光管によって遮られる割合いが少なくなり、略平行光となって外部に出射される。このため、線状光源からの光を狭角配光制御する際に、従来よりも光利用効率を一層高めることができる。
【００５２】
請求項２記載の発明に係る照明装置は、前記主回転放物面鏡の焦点と、副回転放物面鏡の焦点とは、前記発光管の軸心方向に沿って前後に異なる位置にそれぞれ設定されているので、後方側の副回転放物面鏡で反射される光は略平行光の割合が増えて発光管によって遮られることがさらに少なくなるので、線状光源からの光を狭角配光制御する際の光利用効率をさらに一層高めることができる。
【００５３】
請求項３記載の発明に係る照明装置は、主回転放物面鏡と副回転放物面鏡との間には空気流通用の隙間が形成されているので、空気流通用の隙間を通って空気の対流が生じるため、線状光源の表面温度が下がり、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００５４】
請求項４記載の発明に係る照明装置は、線状光源の周壁には反射手段の一部が接触されているので、線状光源の発熱が反射手段に伝熱して線状光源が冷却されるため、さらに発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００５５】
請求項５記載の発明に係る照明装置は、線状光源の根元部近傍の周壁に放熱部材が当接されているので、線状光源からの発熱が放熱部材を介して外部に放熱されるため、線状光源の発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【００５６】
請求項６記載の発明に係る照明装置は、反射手段からは、前記線状光源との間に空気流通用の隙間が生じるように線状光源の外径よりも内径の大きい円筒状の仕切り部が延設されているので、線状光源を鉛直方向に沿って配置した構成とした場合、線状光源の周壁に沿った空気流通用の隙間を通って上昇気流が生じるため、線状光源全体の表面温度が下がり、発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。また、仕切り部によって副回転放物面鏡の位置決め精度が高まり、反射効率が良くなる。
【００５７】
請求項７記載の発明に係る照明装置は、線状光源の根元部の端面に放熱部材が当接されているので、線状光源の根元部近傍の発熱が放熱部材を介して外部に放熱されるため、線状光源の発光効率が向上するとともに寿命も長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における照明装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２における照明装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３における照明装置を示す断面図で、同図（ａ）は全体図、同図（ｂ）は部分拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態４における照明装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４における照明装置において使用する放熱部材の横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４における照明装置の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態５における照明装置を示す断面図である。
【図８】従来の照明装置を例示する断面図である。
【符号の説明】
１    線状光源
２    反射手段
４    発光管
１０    主回転放物面鏡
１０ａ  開口部
１１    副回転放物面鏡
１１ａ  接触部
１１ｂ  仕切部
１４    隙間
１８    放熱部材
１９    隙間
【図１】
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【図２】
2004152629.tif 000004
【図３】
2004152629.tif 000005
【図４】
2004152629.tif 000006
【図５】
2004152629.tif 000007
【図６】
2004152629.tif 000008
【図７】
2004152629.tif 000009
【図８】
2004152629.tif 000010