(57)【要約】    【課題】  絞り加工により金属製凹状反射鏡躯体の内面に四角形の照射パターンが得られるファセットを形成した反射鏡およびこれを用いた照明装置を提供する。    【解決手段】  反射鏡Mは、回転２次曲面を有する金属製凹状反射鏡躯体CBと、金属製凹状反射鏡躯体の内面に絞り加工により形成された、第１の楕円照射パターンが得られる第１のファセット群F1、ならびに光軸Xを中心として第１の楕円照射パターンに対して所定角度で交差した第２の楕円照射パターンが得られる第２のファセット群F2を備え、この第１および第２のファセット群によって四角形照射パターンを得る反射面RSとを具備している。【選択図】図１
2009004137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転２次曲面を有する金属製凹状反射鏡躯体と；
金属製凹状反射鏡躯体の内面に絞り加工により形成された、第１の楕円照射パターンが得られる第１のファセット群、ならびに光軸を中心として第１の楕円照射パターンに対して所定角度で交差した第２の楕円照射パターンが得られる第２のファセット群を備え、この第１および第２のファセット群によって四角形照射パターンを得る反射面と；
を具備していることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
第１および第２の楕円照射パターンの交差角が９０°近傍であり、かつ第１および第２の楕円照射パターンの縦横比が２．８〜４．０であることを特徴とする請求項１記載の反射鏡。
【請求項３】
第１および第２の楕円照射パターンの交差角が４５°近傍であり、かつ第１および第２の楕円照射パターンの縦横比が４．４以上であることを特徴とする請求項１記載の反射鏡。
【請求項４】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された光源と；
光源から放射された発光を反射するように配設された請求項１ないし３のいずれか一記載の反射鏡と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製凹状反射鏡躯体の内面に絞り加工により形成されたファセットを有する反射鏡およびこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転２次曲面形状をなす凹状反射鏡躯体の内面に多数のファセットを形成することで回転２次曲面により得られる照射パターンとは異なる照射パターンを形成する反射鏡を得ることができる。また、凹状反射鏡躯体の材質にはガラスと金属があり、ガラスの場合、プレス金型を用いて溶融ガラスを流し込み成形して凹状反射鏡躯体とファセットとを同時に成形して反射鏡を製作する。そして、プレス金型を用いることにより、複雑なファセット形状を採用することができるので、非円形、例えば四角形などの照射パターンを形成する反射鏡を製造することが比較的容易である。しかしながら、金型が高価になり、多量生産しないとコストを適正化することが困難である。
【０００３】
他方、金属製の凹状反射鏡躯体の場合、絞り成形加工により金属円板からファセットを備えた反射鏡を製作することができる。絞り成形用の金型はプレス金型より安価に得ることができるので、比較的少量の生産にも適している。
【０００４】
従来、凹状反射鏡躯体の光軸と平行で、かつほぼ等間隔の複数の縦切り領域であって、縦切り領域の長手方向に凸面となる複数のファセットを形成することにより、ファセットに入射した光が凸面により左右に振り分けられて楕円照射パターンが得られる反射鏡が知られている（特許文献１参照。）。
【０００５】
特許文献１に記載の反射鏡は、ファセットの形状およびサイズに無理がないため、絞り成形加工によって金属円板から反射鏡を製作するのに適している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０４３７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載の反射鏡は、照射パターンが楕円であるため、例えば特許文献１の図１８に示すように複数の照明器具を連接して横方向に長い照射パターンを得ようとする場合、円形の照射パターンが得られる照明器具を連接するのよりは改善されるものの、なお照度むらができやすいという問題がある。
【０００８】
また、絞り加工によって金属製の凹状反射鏡躯体とファセットとを同時に形成する場合、複雑なファセットを形成することができない。このため、従来は、四角形の照射パターンが得られる反射鏡を製作することができなかった。
【０００９】
本発明は、絞り加工により金属製凹状反射鏡躯体の内面に四角形の照射パターンが得られるファセットを形成した反射鏡およびこれを用いた照明装置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】
【００１０】
本発明の反射鏡は、回転２次曲面を有する金属製凹状反射鏡躯体と；金属製凹状反射鏡躯体の内面に絞り加工により形成された、第１の楕円照射パターンが得られる第１のファセット群、ならびに光軸を中心として第１の楕円照射パターンに対して所定角度で交差した第２の楕円照射パターンが得られる第２のファセット群を備え、この第１および第２のファセット群によって四角形照射パターンを得る反射面と；を具備していることを特徴としている。
【００１１】
本発明は、以下の態様を許容する。
【００１２】
〔金属製凹状反射鏡躯体について〕    金属製凹状反射鏡躯体は、回転２次曲面を有する。回転２次曲面は、基本形状が回転放物面や回転楕円面であるのが好ましい。しかし、所望によりその他の基本形状、例えば回転双曲線などの曲面を補正したり、または補正しないで用いたりすることができる。
【００１３】
また、金属製凹状反射鏡躯体は、アルミニウム、軟鉄、銅またはこれら金属の合金などの絞り加工可能な金属板を絞り加工によって後述するファセットと同時に成形して形成される。所望により、めっき、蒸着などにより内面に反射膜を形成することができる。
【００１４】
〔反射面について〕    反射面は、第１および第２のファセット群を備えている。また、第１および第２のファセット群は、ともに楕円照射パターンが得られるように構成されているが、後述するように金属製凹状反射鏡躯体の中心軸または回転軸を中心として所定角度で楕円パターンが交差するように形成されている。
【００１５】
また、第１および第２のファセット群は、それぞれが単独では楕円照射パターンが得られるとともに、絞り加工によって形成可能であれば、その余の具体的なファセットの構造が限定されるものではない。例えば、既述のような金属製凹状反射鏡躯体の金属製凹状反射鏡躯体と平行で、かつほぼ等間隔の複数の縦切り領域であって、縦切り領域の長手方向に凸面となる複数のファセットであることを許容する。凸面は、曲面状をなしている。
【００１６】
したがって、このファセット構造は、特許文献１に記載されているファセットと光学作用が同様であるが、第１および第２のファセット群が共通の金属製凹状反射鏡躯体の内面に交差して形成されるので、見かけ上は魚鱗状のファセットとなっている。なお、魚鱗状のファセットの形状は、第１および第２のファセット群の交差角に応じて変化する。
【００１７】
また、ファセットの凸Ｒの大きさは、絞り金型を製作する際のファセット加工工具の先端Ｒとピッチの設定により所望に応じて設定することができる。ファセット加工工具の先端Ｒを約１〜４ｍｍ程度、ピッチを約１〜３ｍｍ程度の範囲で設定するのが好ましい。
【００１８】
そうして、第１および第２のファセット群によりそれぞれ得られる楕円照射パターンは、例えば反射鏡の前方１ｍの位置に配置した光軸に対して垂直な平面に照射される等照度分布の輪郭によって決定される。楕円の長軸長と短軸長との比率（長軸長／短軸長）を縦横比とする。楕円照射パターンの縦横比は、得ようとする四角形照射パターンの縦横比（長辺長と短辺長との比率）に応じて適宜の範囲に設定することができる。代表的には、正方形照射パターンを得る場合には、約３〜３．５程度が好ましい。また、長方形照射パターンを得る場合には、約３〜５．５程度が好ましい。
【００１９】
第１のファセット群と第２のファセット群との間の交差角は、上記と同様に得ようとする四角形照射パターンの縦横比に応じて適宜の範囲に設定することができる。代表的には、正方形照射パターンを得る場合には、約９０°が好ましい。また、長方形照射パターンを得る場合には、約４５°が好ましい。なお、上記角度に対して±１０°程度、好ましくは±５°程度、より好ましくは±２°、さらに好ましくは±１°の調整範囲が許容される。
【００２０】
第１および第２の楕円照射パターンが合成されて得られる四角形照射パターンの形状は、本発明において四角形の角部および直線部がシャープで形状が正確であるのが好ましいが、多少の変形が許容される。例えば、角部は、多少だれて丸くなってもよい。また、直線は、多少外側に凸曲または内側に凹曲してもよい。
【００２１】
次に、本発明の反射鏡の好適な態様について説明する。
【００２２】
第１の態様は、第１および第２の楕円照射パターンの交差角が９０°であり、かつ第１および第２の楕円照射パターンの縦横比が２．８〜４．０である。第１の態様によれば、角部および直線部がシャープで形状が正確な正方形照射パターンを得ることができる。
【００２３】
第２の態様は、第１および第２の楕円照射パターンの交差角が４５°であり、かつ第１および第２の楕円照射パターンの縦横比が４．４以上、好適には４．４〜５．０である。第２の態様によれば、角部および直線部がシャープで形状が正確な長方形照射パターンを得ることができる。
【００２４】
〔その他の構成について〕    本発明の反射鏡において、以下の構成を所望により付加することができる。
【００２５】
１．（赤外線透過可視光反射膜）    反射鏡の内面に形成される反射面に赤外線透過可視光反射膜を形成することができる。赤外線透過可視光反射膜は、ダイクロイックミラー膜により形成され、反射面に入射する熱線（赤外線）を約９０％程度反射鏡の背面側へ透過して、照射面の温度上昇を抑制する。このため、被照体の温度上昇を抑制することができる。
【００２６】
〔照明装置について〕    本発明の照明装置は、以上説明した本発明の反射鏡を備え、四角形照射パターンが得られる照明手段を提供する。照明装置は、光源、反射鏡および照明装置本体を備えて構成されている。
【００２７】
光源は、投光照明に適した発光部が小さくて反射鏡の設計が容易なものが好ましい。例えば、ハロゲン電球およびクリプトン電球などの白熱電球ならびにセラミックメタルハライドランプなどの高圧放電ランプなどが光源として好適である。
【００２８】
照明装置本体は、照明装置から反射鏡および光源を除いた残余の部分をいう。照明装置の構成に応じて異なるが、灯体、光源のソケット、反射鏡の支持手段、前面ガラス板、電源端子台などが共通的な部材として含まれる。
【００２９】
また、照明装置は、スポットライトおよびダウンライトなどの照明器具の形態をなしていることが許容される。
【００３０】
さらに、照明装置は、用途や所望に応じてカラーフィルター、グレアキャップなどの部材を付加することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明においては、金属製凹状反射鏡躯体の内面に絞り加工により形成された、第１の楕円照射パターンが得られる第１のファセット群、ならびに光軸を中心として第１の楕円照射パターンに対して所定角度で交差した第２の楕円照射パターンが得られる第２のファセット群を備え、この第１および第２のファセット群によって四角形照射パターンを得る反射面を備えていることにより、絞り加工により金属製凹状反射鏡躯体の内面に四角形の照射パターンが得られるファセットを形成した反射鏡およびこれを用いた照明装置を提供することができる。
【００３２】
また、第１および第２の楕円照射パターンの交差角が９０°近傍であり、かつ第１および第２の楕円照射パターンの縦横比が２．８〜４．０であることにより、角部および直線部がシャープで形状が正確な正方形照射パターンを得ることができる。
【００３３】
さらに、第１および第２の楕円照射パターンの交差角が４５°近傍であり、かつ第１および第２の楕円照射パターンの縦横比が４．４〜５．０であることにより、第２の態様によれば、角部および直線部がシャープで形状が正確な長方形照射パターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００３５】
図１ないし図４は、本発明の反射鏡を実施するための第１の形態を示し、図１は正面図、図は楕円照射パターンを得るための単一のファセット群を説明する反射鏡の正面図および楕円照射パターン、図３は同じく反射鏡の水平断面図および垂直断面図、図４は光学シミュレーションにより作成した正方形照射パターン例である。
【００３６】
第１の形態において、反射鏡Ｍは、金属製凹状反射鏡躯体ＣＢおよび反射面ＲＳを具備している。
【００３７】
金属製凹状反射鏡躯体ＣＢは、アルミニウムの円板を絞り金型に同心的に固定して回転させながら、円板にへらを押し当てて絞り金型に圧接させることにより例えば回転放物面を主体とする凹状換言すれば杯状に成形される。また、これと同時に後述するファセットｅも形成される。
【００３８】
反射面ＲＳは、図２の（ｂ）に示す楕円照射パターンＥＰが得られる図１に示す第１のファセット群Ｆ１と第２のファセット群Ｆ２とがそれらの楕円照射パターンＥＰが、共有する光軸Ｘ（図２（ｂ）参照。）を中心として９０°の角度で交差して形成されている。なお、第１のファセット群Ｆ１と第２のファセット群Ｆ２とのそれぞれの引き出し線は、隣接する一対のファセットｅ、ｅの間を区画している谷の部分から引き出されている。
【００３９】
第１および第２のファセット群Ｆ１、Ｆ２は、そのいずれも図２（ａ）、図３（ａ）および（ｂ）に示す凹状反射鏡躯体ＣＢの図示されていない軸（中心軸）と平行で、かつほぼ等間隔の複数の縦切り領域であって、縦切り領域の長手方向に凸曲面となる複数のファセットｅからなる。なお、図２（ｂ）に示す楕円照射パターンＥＰにおいて、２ｒａは長軸、２ｒｂは短軸である。
【００４０】
第１の形態の反射鏡によれば、図４（ａ）〜（ｃ）に示す照射パターンが得られる。図４において、（ａ）の例は、角部のＲがやや大きく、また辺部が外側へ湾曲していて、正方形の照射パターンがやや円形側へ変形している。（ｃ）の例は、反対に角部のＲが小さく、また辺部が内側へ凹曲して変形している。これらに対して、（ｂ）の例は、正確な形状で好適な正方形の照射パターンである。
【００４１】
図５ないし図７は、本発明の反射鏡を実施するための第２の形態を示し、図５は正面図、図６は開口端を斜め方向から見たＣＡＤで作成した斜視図、図７はシミュレーションにより作成した長方形照射パターン例である。なお、図５において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００４２】
第２の形態において、反射鏡Ｍは、反射面ＲＳが、図２の（ｂ）に示す楕円照射パターンＥＰが得られる第１のファセット群Ｆ１と第２のファセット群Ｆ２とが、それらの楕円照射パターンＥＰが共有する中心軸Ｘ（図２（ｂ）参照。）を中心として水平方向に対して±２２．５°の交差角、すなわち楕円照射パターンＥＰ間の交差角が４５°となるように形成されている。
【００４３】
第２の形態の反射鏡によれば、図７に示すように長方形の照射パターンが得られる。
【００４４】
次に、図８を参照して本発明において好適な四角形照射パターンを得るための条件について説明する。すなわち、図８は、本発明において好適な四角形照射パターンを得るための条件を説明するグラフである。なお、図８において、横軸は絞り加工金型のファセット型の部分を形成する工具の先端のＲ（ｍｍ）を、縦軸は楕円照射パターンの縦横比（図２（ｂ）において、ｒａ／ｒｂ）を、それぞれ示す。また、図中の曲線は、ファセットのピッチをパラメータとしており、曲線Ａがピッチ２ｍｍ、同Ｂがピッチ３ｍｍ、同Ｃがピッチ４ｍｍの場合である。
【００４５】
図８のａに示すように、ファセットのピッチが２ｍｍおよび３ｍｍの場合には楕円照射パターンの縦横比（ｒａ／ｒｂ）が２．８〜４．０であれば、好適な正方形照射パターンが得られる。また、同じくｂに示すように、ファセットのピッチが２ｍｍおよび３ｍｍの場合には楕円照射パターンの縦横比（ｒａ／ｒｂ）が４．４〜５．０であれば、好適な長方形照射パターンが得られる。しかし、ピッチが４ｍｍの場合には、好適な四角形照射パターンを得るのは困難であった。
【００４６】
図９は、本発明の照明装置を実施するための一形態としてのスポットライトの中央断面正面図である。
【００４７】
本形態において、スポットライトは、反射鏡Ｍ、光源ＬＳおよび照明装置本体ＦＢを具備して構成されている。
【００４８】
反射鏡Ｍは、図１または図５に示す本発明の反射鏡である。
【００４９】
光源ＬＳは、赤外線反射可視光透過膜を有するハロゲン電球である。
【００５０】
照明装置本体ＦＢは、フランジ１、アーム２、灯体３、前面ガラス板４、取付ねじ５、ラッチ６、ソケット７および端子台８を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の反射鏡を実施するための第１の形態を示す正面図
【図２】同じく楕円照射パターンを得るための単一のファセット群を説明する反射鏡の正面図および楕円照射パターン
【図３】同じく反射鏡の水平断面図および垂直断面図
【図４】同じく光学シミュレーションにより作成した正方形照射パターン例
【図５】本発明の反射鏡を実施するための第２の形態を示す正面図
【図６】同じく開口端を斜め方向から見たＣＡＤで作成した斜視図
【図７】同じくシミュレーションにより作成した長方形照射パターン例
【図８】本発明において好適な四角形照射パターンを得るための条件を説明するグラフ
【図９】本発明の照明装置を実施するための一形態としてのスポットライトの中央断面正面図
【符号の説明】
【００５２】
Ｍ…反射鏡、ＣＢ…金属製凹状反射鏡躯体、ＲＳ…反射面、Ｆ１…第１のファセット群、Ｆ２…第２のファセット群
【図１】
2009004137.tif 000003
【図２】
2009004137.tif 000004
【図３】
2009004137.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009004137.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009004137.tif 000009
【図８】
2009004137.tif 000010
【図９】
2009004137.tif 000011