(57)【要約】【課題】従来の照明器具では、照明方向とは逆向に照射される逆光線を、照明方向に反転させるために構成部材の表面反射を利用するのが一般的であるが、反射効率が低くいためにエネルギー損失が多い欠点があった。【解決手段】透明材料で形成された透明反射鏡を、光源から照射される逆光線を取り囲むように配置し、透明反射鏡の部材と、空隙の界面で起こる全反射を使って逆光線を方向転換させるもので、逆光線の反射効率を高めることができるので、光源エネルギーを有効に活用できる利点がある。蛍光灯照明器具や、電球を使った投光器、自動車ヘッドライトなど、各種の照明器具に応用が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面がほぼ三角形のブロックを連結代でつないで、片面が波形の前板および後板を透明材料で形成し、この前板と後板を斜面が噛合うように組合わせてなる透明反射鏡を、ランプと器具本体の間に、光源からの逆光線を取り囲むように配置したことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射板を用いた照明器具の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明したい方向とは逆方向に照射される逆光線を活用するために、反射板で光線の進行方向を反転させる方法が一般に用いられている。これらの反射板は、器具本体を構成する部材自体や鏡など、物質表面での表面反射を応用する方法が一般的であるが、構成する物質の反射率（白色塗装で６０〜８５％、アルミ鏡面で７０〜８５％）に応じて光線を反射するため、従来の反射板においては光源エネルギーの全てを有効に利用しているとは言えなかった。例えば、天井用の照明器具において、天井側に照射される光線を、床面側に反転させるために白色塗装の反射板を用いたものでは、反射を繰返しながら反転する結果、総合の反射効率は６５〜７５％に低下するのが一般的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ランプを光源とした光は一般に放射状に照射するから、目標の照明範囲を効率的に照らすために、照明方向とは逆向き光線を反射板を使って目標の照明方向に反転させる工夫がなされている。しかし、構成物質表面での表面反射を使った方法では、反射率との関係で充分な反射効率が得られなかった。本発明はこの課題を解決し、光源エネルギーを有効に利用できる照明器具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、物質相互の界面で起こる光の全反射を応用して、光線の方向を反転させることを特徴とした透明反射鏡をランプと照明器具本体の間に配置することで、逆向き光線を効率よく方向転換させるもので、下記の遮光ユニットを、直射光線を反転させる目的で応用したものである。
【特許文献１】特願２００３−１０６１１７
【発明の効果】
【０００５】
本発明による照明器具は、照明方向とは逆向きの光を、透明反射鏡によって全反射で反転させる方法であるため、表面反射率に殆ど影響されることなく効率よく反射できるから、光源エネルギーを有効に利用できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の照明器具は、透明反射鏡を使って逆向き光線を反射させる方法であるが、透明反射鏡の材料には、空気に対する屈折率が大きく、透過率の高い透明な材料が適し、一般的にはガラスやアクリル樹脂などが適当である。光線を透過する材質であれば無色でも有色でもよい。また、軟質樹脂を使えば柔軟なシート状の透明反射鏡を使った照明器具も可能となる。
【実施例】
【０００７】
図１は透明反射鏡を使った本発明による照明器具の実施例で、説明のために簡略化した断面図である。２１は光源となるのランプで、その左側を照明側、右側を器具側、光源から照明側に向う光を順光線、器具側に向う光を逆光線と称して説明する。図２は、図１における透明反射鏡を矢印ｍ方向に見た蛍光灯などの棒状光源を用いた照明器具における透明反射鏡の平面図、図３は電球など球状光源を用いた照明器具における透明反射鏡の平面図である。図４は、図１における照明方向に直面する真正面のブロックｎの周辺を拡大した断面図で、透明反射鏡の作用を説明するものである。
【０００８】
図４において、透明反射鏡１は、断面がほぼ三角形のブロック２を連結代１２でつないで形成した片面が波形の前板４と、同様に断面がほぼ三角形のブロック３を連結代１３でつないで形成した片面が波形の後板５を、この前板４と後板５の斜面が噛合うように構成したもので、透明材料で形成されている。ブロック２は逆光線に対面する前面６と上斜面７、下斜面８で形成され、ブロック３は前面６とほぼ平行な背面９と上斜面１０、下斜面１１で形成されている。
【０００９】
また、ブロック２の上斜面７と下斜面８は、前面６に対して傾斜度ａ１、ａ２で、ブロック３の上斜面１０、下斜面１１は、前面６に対して傾斜度ｂ１、ｂ２で傾斜しており、各ブロックの斜面間には斜面の角度差でわずかな空隙１４が形成されている。さらに、各ブロックの上斜面と下斜面は、斜面の一部または全面にわたって緩やかに湾曲している。これら斜面の傾斜度や湾曲の度合いは、逆光線を全反射させたり、反射した後の順光線がなるべくランプを避けて照明側に到達するように、光線の方角を調整するために最適な形状が選択される。
【００１０】
さらに、透明反射鏡１は、反射面積を縮小して小型化を計るため、図１に示すように、光源のランプ２１と器具本体２２の間に、光源からの逆光線を取り囲むように湾曲して配置される。照明方向に直面した真正面のブロックｎと、横向きになる上下のブロックｐ、ｑでは、光源から直射する逆光線の当たり方や、全反射させた後の順光線を照明側に反転させるための反射角度が異なってくる。このためブロックｎでは上斜面と下斜面の傾斜度ａ１とａ２、および、傾斜度ｂ１とｂ２は同じでよいが、横向きのブロックｐ、ｑの場合は、上斜面と下斜面の傾斜度ａ１とａ２、および、傾斜度ｂ１とｂ２を違えたり、斜面の湾曲度を調整して最良の形状が選択される。屈折率の大きい材料を使えばブロックの形状の選択がより容易になる。
【００１１】
透明反射鏡１での逆光線の反転過程を説明すると、図１と図４において、光源から照射される斜め方向の逆光線ｄは、ブロック２の前面６から入射して屈折した後、上斜面７に到達する。その際、材料特有の全反射の臨界角を超えていないと、光線ｄは透過してしまうが、臨界角を超えていると全反射して下斜面８に達する。下斜面８でも全反射した光線は再び上斜面７に到達するが、今度はより垂直に近い角度で当たることになるから、光線は透過して空隙１４に入って屈折透過し、上斜面７からブロック３に進入する。続いて、背面９で全反射をして順光線として方向を転換し、下斜面１１から空隙１４、上段ブロックの下斜面８から進入して上斜面７、下斜面８と、全反射を繰返して、矢印ｄのように前面６から照明側に照射されることになる。同様に、透明反射鏡に対してほぼ垂直に当たる逆光線ｅの場合も、矢印のように同様の経路で反転して順光線となって前面から照射されることになる。このように、透明反射鏡に進入した逆光線は各ブロックの上斜面や下斜面、背面で全反射を繰返した後、順光線として方向を転換し照明側に照射され、全反射の目的を達成することになる。
【００１２】
横向きになった上下のブロックｐでの光線の反転過程は、上斜面と下斜面の傾斜度が異なるため、光源からの逆光線ｆは矢印のような経路で照明側に方向を変えて照射される。逆光線ｇの場合もほぼ同様である。照明方向に直面した真正面のブロックｎと、横向きになる上下のブロックｐ、ｑの間に位置するブロックの場合は、上下斜面の傾斜度や斜面の湾曲の度合いをブロックｎとブロックｐ、ｑの中間的な仕様に設定することで反射板の機能を発揮することができる。
【００１３】
透明反射鏡１を構成する前板４と後板５は、各ブロック２、３を連結代１２、１３でつないで形成されるが、連結代は光線の制御には直接関係しない。連結代の幅は製造上の都合や、光線の進行に影響しない範囲で設定されるが、通常は０，０１〜１ｍｍ程度で充分である。
【００１４】
透明反射鏡は光源に近づけることでより小型化できる。しかし、ランプに接近し過ぎると、照明方向に直面した真正面のブロックｎや隣接するブロックから反射した順光線が、上下に位置するブロックに遮られて照明側に照射されない場合が起こる。このため、真正面のブロックに比べて横向きになる上下のブロックは光源から少し離れるように配置すると設定が容易になる。
【００１５】
透明反射鏡１のブロック２とブロック３の上斜面と下斜面の傾斜度ａ１とｂ１、あるいは傾斜度ａ２とｂ２との間に、僅かな角度差を設けることで、ブロックを透過した光の進行方向を、微細に調整することができる。例えば、下斜面８に対して入射角度の小さな光線ｈはブロック２を透過してしまうが、この角度差で透過後の方向を修正することができるから、次の過程で全反射させることが容易となる。もちろん、ブロック２とブロック３の傾斜度が同じであっても良い。この場合、上下の斜面では所定の角度を超えた光線を全反射するが、全反射に達しない光線は進行方向を変えることなく透過することになる。
【００１６】
透明反射鏡は透明な材質で形成されるため、逆光線は殆ど吸収されることがなく反転し、光エネルギーの損失が極めて少ないから、効率よく反射させることができる。また、各ブロックの表面で反射する表面反射の光線の多くは、前面側に向う光線となるため、照明効率を低下させる恐れは殆どない。
【００１７】
このように本発明による照明器具は、光源からの逆光線を取り囲むように配置した透明反射鏡によって、逆光線を効率よく方向転換して照明側に反射するから、エネルギー効率の高い照明が可能となる。図２は光源が蛍光灯のような棒状光源の照明器具に用いられる透明反射鏡の正面図であるが、本発明は電球のような球状光源の照明器具にも利用できる。図３は投光器など球状光源の照明器具に使われる透明反射鏡の正面図である。いずれの透明反射鏡も、その断面は図１と同じで、同様に機能するものである。
【００１８】
なお、透明反射鏡に当たる光線の入射角度によっては、各ブロックを素通りして器具側に抜ける光線が想定される。透明反射鏡の背面に表面反射で光線を反射させるための白色塗装をしたり、アルミなどの金属膜を蒸着するなどの方法を講ずれば、素通りする光線を阻止できるから、より効率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
蛍光灯を使った各種の照明器具や、投光器、自動車ヘッドライトなど各種の照明器具において、照明効率を高め、エネルギーの節減が期待できる。
【００２０】
透明反射鏡を構成する波形の前板や後板は、例えば射出成形やプレス成型などで容易に成型できる。平面の状態で成型した前板や後板を、連結代部分で折り曲げることで湾曲した透明反射鏡を形成することもできる。また、相似形で縮小しても機能は変わらないから、無数の微小なブロックで前板や後板を作れば、より薄い透明反射鏡を作ることができる。透明反射鏡は透明なブロックと空隙との界面で起こる全反射を使って反射させる方法であるから、ブロック２とブロック３の斜面相互に存在する微小な空隙は必要不可欠である。このため、前板４と後板５を一体にして透明反射鏡を形成するには、超音波溶着などを用いて所定の間隔で部分的に接合する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による照明器具の断面図
【図２】蛍光灯照明器具に応用した透明反射鏡の正面図
【図３】電球照明器具に応用した透明反射鏡の正面図
【図４】照明方向に直面する真正面のブロックを拡大した断面図
【符号の説明】
【００２２】
１    透明反射鏡
２    ブロック
３    ブロック
４    前板
５    後板
６    前面
７    上斜面
８    下斜面
９    背面
１０  上斜面
１１  下斜面
１２  連結代
１３  連結代
１４  空隙
２１  ランプ
２２  器具本体
【図１】
2005116245.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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