JPH0330204A - レフレクタ― - Google Patents
レフレクタ―Info
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- JPH0330204A JPH0330204A JP2152546A JP15254690A JPH0330204A JP H0330204 A JPH0330204 A JP H0330204A JP 2152546 A JP2152546 A JP 2152546A JP 15254690 A JP15254690 A JP 15254690A JP H0330204 A JPH0330204 A JP H0330204A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
- F21V7/09—Optical design with a combination of different curvatures
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/90—Methods
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、照明器具等に有用なレフレクターに関するも
のである。
のである。
（従来の技術）
空間照明，物体照明，光伝導体への照射等を行なう各種
照明器具のレフレクターには、該レフレクターをその先
軸を含む平面で切断したときの断面形状として円錐曲線
、即ち楕円，放物線，双曲線，円及び直線が使用されて
いる。
照明器具のレフレクターには、該レフレクターをその先
軸を含む平面で切断したときの断面形状として円錐曲線
、即ち楕円，放物線，双曲線，円及び直線が使用されて
いる。
上記の円錐曲線を使用したレフレクターは以下のような
パラメータ．二反射特性を有している。
パラメータ．二反射特性を有している。
（ａ）楕円
楕円は２つのパラメータ、即ち長半軸ａと短半軸ｂによ
り定められる。１次焦点から放射された光は、レフレク
ターで反射して２次焦点に集光し，その後は比較的大き
な角度で拡散する。
り定められる。１次焦点から放射された光は、レフレク
ターで反射して２次焦点に集光し，その後は比較的大き
な角度で拡散する。
（ｂ）放物線
放物線は通常ｐと称する１つのパラメータで定められる
。焦点から放射された光は、レフレクターで反射して光
軸と平行に進む。
。焦点から放射された光は、レフレクターで反射して光
軸と平行に進む。
（ｃ）双曲線
双曲線は２つのパラメータ、即ち実半軸ａと虚半軸ｂに
より定められる。焦点から放射された光は、レフレクタ
ーで反射して光軸から遠ざかるように進む。
より定められる。焦点から放射された光は、レフレクタ
ーで反射して光軸から遠ざかるように進む。
（ｄ）円
円は１つのパラメータ、即ち半径ｒで定められる。円の
中心から放射された光は、レフレクターで反射して再び
中心に戻る。
中心から放射された光は、レフレクターで反射して再び
中心に戻る。
（ｅ）直線
直線は１つのパラメータ、即ち傾斜定数ｍで定められる
。この反射特性は周知である。
。この反射特性は周知である。
上述した夫々の反射特性はパラメータの大きさや比率を
変えても変化しない。
変えても変化しない。
通常、レフレクターの設計者には、設計条件としてレフ
レクターの寸法、例えば口径と全長と、目標として一定
距離での光度分布が与えられる。
レクターの寸法、例えば口径と全長と、目標として一定
距離での光度分布が与えられる。
しかし、例えば楕円を使用したレフレクタの設計で上記
の寸法が与えられると、設計者には形状を選択する自由
が僅かしか残らない。パラメータが１つの曲線を使用す
る場合では、上記の寸法が与えられるとその形状は目標
とする光度分布とは無関係に自動的に決定されることに
なるし、またパラメータが２つの曲線を使用する場合で
は、他に焦点距離を変化できる点が設計上残されるが、
この焦点距離も主に使用される光源の光中心距離との関
係で決定されることになる。また、仮に寸法と焦点が決
定されるとレフレクターの形状はほぼ決定されてしまう
。
の寸法が与えられると、設計者には形状を選択する自由
が僅かしか残らない。パラメータが１つの曲線を使用す
る場合では、上記の寸法が与えられるとその形状は目標
とする光度分布とは無関係に自動的に決定されることに
なるし、またパラメータが２つの曲線を使用する場合で
は、他に焦点距離を変化できる点が設計上残されるが、
この焦点距離も主に使用される光源の光中心距離との関
係で決定されることになる。また、仮に寸法と焦点が決
定されるとレフレクターの形状はほぼ決定されてしまう
。
このように決定されたレフレクターの形状で希望の光度
分布が得られることは極めて少ない。なぜなら、希望の
光度分布が多岐に亘っているのに対し、期待できる反射
特性は上述のように限られているからである。また、放
物線を使用したレフレクターでは小さな光のパターンを
形戊することができるが、このパターンの大きさをレフ
レクターの寸法を変えることなく変更することはできな
い。
分布が得られることは極めて少ない。なぜなら、希望の
光度分布が多岐に亘っているのに対し、期待できる反射
特性は上述のように限られているからである。また、放
物線を使用したレフレクターでは小さな光のパターンを
形戊することができるが、このパターンの大きさをレフ
レクターの寸法を変えることなく変更することはできな
い。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、比較的大きな空間や物体を照明する場合に、
楕円を使用したレフレクターがよく用いられる。しかし
、このレクレクターで照射されるパターン内の照度分布
は非常に不均一であり、即ち中心部が明るく、外側に向
うに従って明るさは急激に低下する。これは、第４図に
示した配光分布図からも明らかであり、配光曲線Ｊ１で
示される光度はＯ度を最大にして外側に向って急激に低
下している。
楕円を使用したレフレクターがよく用いられる。しかし
、このレクレクターで照射されるパターン内の照度分布
は非常に不均一であり、即ち中心部が明るく、外側に向
うに従って明るさは急激に低下する。これは、第４図に
示した配光分布図からも明らかであり、配光曲線Ｊ１で
示される光度はＯ度を最大にして外側に向って急激に低
下している。
これを防止する方法として、例えばレフレクターの反射
表面をサンドブラストやハンマーブラスト等で荒くする
方法があるが、この方法には多くの欠点がある。即ち、
この方法では反射表面で発生する散乱光の広さを事前に
決めることが殆ど不可能であり、また発生した散乱光が
照射パターンの外側にまでも照射され、パターンの境界
を不明瞭にしてしまう。しかも、散乱光によってパター
ン内全体の照度が低下するため、一定の明るさを得るた
めにはより多くのエネルギーが必要になるし、このよう
な犠牲にも拘らず得られる照射パターン内の照度分布は
あまり均一でない。
表面をサンドブラストやハンマーブラスト等で荒くする
方法があるが、この方法には多くの欠点がある。即ち、
この方法では反射表面で発生する散乱光の広さを事前に
決めることが殆ど不可能であり、また発生した散乱光が
照射パターンの外側にまでも照射され、パターンの境界
を不明瞭にしてしまう。しかも、散乱光によってパター
ン内全体の照度が低下するため、一定の明るさを得るた
めにはより多くのエネルギーが必要になるし、このよう
な犠牲にも拘らず得られる照射パターン内の照度分布は
あまり均一でない。
また、米国特許第３３９０２６２号や西独特許公開第３
５０７１４３号で知られるように、異なった２つ以上の
曲線や直線を継ぎ合わせて使用することが行なわれてい
るが、継ぎ合わせた部分が滑らかでないため、製造時に
金型通りに正確な形状を得ることが困難であり、結果と
して散乱光の増加を招来すると共に、継ぎ合わせた各線
の反射特性が異なることから照射パターン内の照度分布
が不均一になる。
５０７１４３号で知られるように、異なった２つ以上の
曲線や直線を継ぎ合わせて使用することが行なわれてい
るが、継ぎ合わせた部分が滑らかでないため、製造時に
金型通りに正確な形状を得ることが困難であり、結果と
して散乱光の増加を招来すると共に、継ぎ合わせた各線
の反射特性が異なることから照射パターン内の照度分布
が不均一になる。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、レフレクタ一の反射表面を荒くしたり
、また異なった線を継ぎ合わせることなく、希望の配光
分布を高い効率で得ることができるレフレクター及びそ
の製造方法を提供することにある。
とするところは、レフレクタ一の反射表面を荒くしたり
、また異なった線を継ぎ合わせることなく、希望の配光
分布を高い効率で得ることができるレフレクター及びそ
の製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は前記目的を達戊するため、照明器具等に用いら
れるレフレクターにおいて、レフレクターの断面形状を
非円錐曲線から形成している。ここで言う非円錐曲線と
は、円錐曲線に属さない曲線を意味し広くは直線をも包
含している。この断面曲線は好ましくは微分可能な滑ら
かな北線から形成される。
れるレフレクターにおいて、レフレクターの断面形状を
非円錐曲線から形成している。ここで言う非円錐曲線と
は、円錐曲線に属さない曲線を意味し広くは直線をも包
含している。この断面曲線は好ましくは微分可能な滑ら
かな北線から形成される。
上述のレフレクターは、２つの円錐曲線を一平面上に基
準軸と交差するように置き、該基準軸上の１点から延び
る直線と交わる２つの円錐曲線の交点間距離をＬとし、
該直線上における断面曲線の交点位置と一方の円錐曲線
の交点からの距離をρとした場合に、ｋ ＝ｌ／Ｌで定
められる距離係数にに基づき、基準軸と直線のなす角度
を変化させたときの該直線と断面曲線の交点位置となる
複数の座標点を求め、該座標点に基づいて断面曲線を描
く工程と、該断面萌線を３次元的に変動させて立体形状
を得る工程とから製造される。
準軸と交差するように置き、該基準軸上の１点から延び
る直線と交わる２つの円錐曲線の交点間距離をＬとし、
該直線上における断面曲線の交点位置と一方の円錐曲線
の交点からの距離をρとした場合に、ｋ ＝ｌ／Ｌで定
められる距離係数にに基づき、基準軸と直線のなす角度
を変化させたときの該直線と断面曲線の交点位置となる
複数の座標点を求め、該座標点に基づいて断面曲線を描
く工程と、該断面萌線を３次元的に変動させて立体形状
を得る工程とから製造される。
製造方法で利用される２つの円錐曲線には、同一種類の
円錐曲線または種類の異なる円錐曲線を用いることが可
能で、同一種類の円錐曲線としては、例えば少なくとも
１つのパラメータが異なる２つの楕円や、パラメータが
異なる２つの放物線等が、また異なる種類の円錐曲線と
しては、例えば１つの楕円と１つの放物線の組合わせ等
があげられる。
円錐曲線または種類の異なる円錐曲線を用いることが可
能で、同一種類の円錐曲線としては、例えば少なくとも
１つのパラメータが異なる２つの楕円や、パラメータが
異なる２つの放物線等が、また異なる種類の円錐曲線と
しては、例えば１つの楕円と１つの放物線の組合わせ等
があげられる。
また、複数の座標点を求める際に使用される断面係数ｋ
は、使用する２つの円錐曲線の種類に応じて、基準軸と
直線とのなす角度に対して一定かまたは変化させる。
は、使用する２つの円錐曲線の種類に応じて、基準軸と
直線とのなす角度に対して一定かまたは変化させる。
（作 用）
本発明のレフレクターは断面形状が非円錐曲線で形成さ
れており、その反射特性は円錐曲線を使用した従来のレ
フレクターとは異なっており、照射パターンの照度分布
が均一で、しかもパターンの境界が鮮明に現われる。
れており、その反射特性は円錐曲線を使用した従来のレ
フレクターとは異なっており、照射パターンの照度分布
が均一で、しかもパターンの境界が鮮明に現われる。
本発明のレフレクターの製造方法によれば、直線と交わ
る２つの円錐曲線の交点間距離Ｌと、距離関数にに基づ
いて求められた複数の座標点を結ぶことで断面曲線を得
た後、該断面曲線を３次元的に変動させて立体形状を得
るのみの簡単な作業で、上述のレフレクターを簡単且つ
的確に得ることができる。
る２つの円錐曲線の交点間距離Ｌと、距離関数にに基づ
いて求められた複数の座標点を結ぶことで断面曲線を得
た後、該断面曲線を３次元的に変動させて立体形状を得
るのみの簡単な作業で、上述のレフレクターを簡単且つ
的確に得ることができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１実施例を示すレフレクターの断面
図であり、少なくとも１つのパラメータが異なる２つの
楕円を利用してレフレクターの断面形状（断面萌線）を
得たものである。
図であり、少なくとも１つのパラメータが異なる２つの
楕円を利用してレフレクターの断面形状（断面萌線）を
得たものである。
図において、Ｒはレフレクターの断面曲線、１はレフレ
クターの光軸、Ｅ１は外側の楕円、Ｅ２は内側の楕円で
ある。
クターの光軸、Ｅ１は外側の楕円、Ｅ２は内側の楕円で
ある。
２つの楕円Ｅｌ，Ｅ２の光軸は上記光軸１と一致し、ま
た両焦点Ｆｌ，Ｆ．２も光軸１上で一致している。また
、後述する角度αを決めるための定点Ｏも同様に焦点Ｆ
ｌ，Ｆ２と一致している。
た両焦点Ｆｌ，Ｆ．２も光軸１上で一致している。また
、後述する角度αを決めるための定点Ｏも同様に焦点Ｆ
ｌ，Ｆ２と一致している。
Ａ，Ｂ，Ｃは定点Ｏから各楕円Ｅｌ，Ｅ２と交差するよ
うに延びた直線２と各楕円Ｅｌ，Ｅ２及び断面曲線Ｒと
の交点であり、αは該直線２と光軸１のなす角度である
。図中の２′は直線２が角度α′まできた時の状態で、
Ａ’ ，Ｂ’ ，Ｃ’ はそのときの交点である。
うに延びた直線２と各楕円Ｅｌ，Ｅ２及び断面曲線Ｒと
の交点であり、αは該直線２と光軸１のなす角度である
。図中の２′は直線２が角度α′まできた時の状態で、
Ａ’ ，Ｂ’ ，Ｃ’ はそのときの交点である。
上記の点Ａと点Ｃの距離をＬ１点Ｂと点Ｃの距離をρと
すると、距離係数ｋは次のように定義される。
すると、距離係数ｋは次のように定義される。
ｋ＝ｌ／Ｌ ・・・（Ｉ）本
第１実施例における距離係数ｋは角度αが大きくなるに
従って増加する。第１図から分るように、断面曲線Ｒは
その頂点ＳＲ付近で外側の楕円Ｅ１の頂点Ｓ１よりも内
側の楕円Ｅ２の頂点Ｓ２の近くに寄っており、またその
縁部Ｒａ付近で内側の楕円Ｅ２よりも外側の楕円Ｅ１の
近くに寄っている。換言すれば、本第１実施例のように
同一種類の円錐曲線（楕円）を利用して断面曲線Ｒを得
る場合には、距離係数ｋを一定にすると得られる断面曲
線Ｒが円錐曲線になることから、該距離係数ｋは光軸１
と直線２のなす角度αに応じて変化させる必要がある。
第１実施例における距離係数ｋは角度αが大きくなるに
従って増加する。第１図から分るように、断面曲線Ｒは
その頂点ＳＲ付近で外側の楕円Ｅ１の頂点Ｓ１よりも内
側の楕円Ｅ２の頂点Ｓ２の近くに寄っており、またその
縁部Ｒａ付近で内側の楕円Ｅ２よりも外側の楕円Ｅ１の
近くに寄っている。換言すれば、本第１実施例のように
同一種類の円錐曲線（楕円）を利用して断面曲線Ｒを得
る場合には、距離係数ｋを一定にすると得られる断面曲
線Ｒが円錐曲線になることから、該距離係数ｋは光軸１
と直線２のなす角度αに応じて変化させる必要がある。
この距離係数Ｋは、例えば次のような方程式で与えられ
る。
る。
ｋ−ｍｘ Ｃａ／ａｍａｘ ） ｙ＋ｎ ・＝ （
ＩＩ）ｋ＝ｍｘ １ ｏ ｇ （α／αｍａｘ ） ＋
ｎ− （ＩＩＩ）ｋ＝ｍｘｅ （“／“ＩａＸ ） 十
ｎ，・， （■）上記方程式でのαａ＋ａｘは直線２の
最大角度を示すもので、断面曲線Ｒの縁部Ｒａをかすめ
る直線２．と光軸１とがなす角度（第１図のα′にほほ
等しい）である。
ＩＩ）ｋ＝ｍｘ １ ｏ ｇ （α／αｍａｘ ） ＋
ｎ− （ＩＩＩ）ｋ＝ｍｘｅ （“／“ＩａＸ ） 十
ｎ，・， （■）上記方程式でのαａ＋ａｘは直線２の
最大角度を示すもので、断面曲線Ｒの縁部Ｒａをかすめ
る直線２．と光軸１とがなす角度（第１図のα′にほほ
等しい）である。
また、上記方程式でのｍ，ｎ，ｙは定数で、ｙは実数で
普通は１である。これらの定数は通常距離係数にがＯか
らαｖａＸまでの角度の間で、０と１の間の値をとるよ
うに決める。例えば（ＩＩ）式において、 ｋ＝０． ８ｘ （α／αｍａｘ ） ＋０． １と
なる。
普通は１である。これらの定数は通常距離係数にがＯか
らαｖａＸまでの角度の間で、０と１の間の値をとるよ
うに決める。例えば（ＩＩ）式において、 ｋ＝０． ８ｘ （α／αｍａｘ ） ＋０． １と
なる。
角度αが決まると（ＩＩ）〜（ＩＶ）式でＫが決まるの
で、直線２上の点Ｂと点Ｃの距離Ｄは（Ｉ）式で算出さ
れる。つまり、角度αをなるべく小さく変化させて該角
度毎に距離ρを算出し、多数の座標点を求めてこれらを
結べば、第１図に示すようなスムーズな断面曲線Ｒを描
くことができる。
で、直線２上の点Ｂと点Ｃの距離Ｄは（Ｉ）式で算出さ
れる。つまり、角度αをなるべく小さく変化させて該角
度毎に距離ρを算出し、多数の座標点を求めてこれらを
結べば、第１図に示すようなスムーズな断面曲線Ｒを描
くことができる。
好ましくは、断面曲線Ｒを微分できるような滑らかな曲
線とする。
線とする。
上記の距離係数ｋは、ｋ＝１のとき断面曲線Ｒと外側の
楕円Ｅ１が一致し、ｋ＝０のとき断面曲線Ｒと内側の楕
円Ｅ２が一致する。従って、断面曲線Ｒを両楕円Ｅｌ，
Ｅ２の間を通るようにするためには距離係数ｋを０＜ｋ
＜１の範囲内で変化させればよい。また、断面曲線Ｒを
楕円Ｅ１の外側に描く場合にはｋ＜１にすればよく、逆
に断面曲線Ｒを楕円Ｅ２の内側に描く場合にはｋ＜０に
するとよい。
楕円Ｅ１が一致し、ｋ＝０のとき断面曲線Ｒと内側の楕
円Ｅ２が一致する。従って、断面曲線Ｒを両楕円Ｅｌ，
Ｅ２の間を通るようにするためには距離係数ｋを０＜ｋ
＜１の範囲内で変化させればよい。また、断面曲線Ｒを
楕円Ｅ１の外側に描く場合にはｋ＜１にすればよく、逆
に断面曲線Ｒを楕円Ｅ２の内側に描く場合にはｋ＜０に
するとよい。
この断面曲線Ｒを使用して照明器具用のレフレクターを
形成する場合には、断面曲線Ｒを光軸を中心として回転
させて椀形のものを得るか、または断面曲線Ｒを図面の
手前から奥の方向に平行移動させて溝形のものを得れば
よい。
形成する場合には、断面曲線Ｒを光軸を中心として回転
させて椀形のものを得るか、または断面曲線Ｒを図面の
手前から奥の方向に平行移動させて溝形のものを得れば
よい。
このように、本第１実施例ではレフレクターの配光特性
を、断面曲線Ｒを設計する段階における、各楕円のパラ
メータａ， ｂと、両頂点Ｓｌ，Ｓ２の距離と、距離係
数ｋ等によって任意に調整することが可能である。この
レフレクターでは、従来のように反射表面を荒くしたり
、また異なった線を継ぎ合わせることなく、希望の配光
分布を得ることが可能で、照射されるパターン内の照度
分布を均一にでき、しかも散乱光の発生がない。
を、断面曲線Ｒを設計する段階における、各楕円のパラ
メータａ， ｂと、両頂点Ｓｌ，Ｓ２の距離と、距離係
数ｋ等によって任意に調整することが可能である。この
レフレクターでは、従来のように反射表面を荒くしたり
、また異なった線を継ぎ合わせることなく、希望の配光
分布を得ることが可能で、照射されるパターン内の照度
分布を均一にでき、しかも散乱光の発生がない。
また、このレフレクターでは、ガラス繊維等の光伝達媒
体へ入射する光線の入射角を、同一寸法と焦点距離を有
する楕円を使用したレフレクターに比べて小さくでき、
これにより光伝達媒体への光線伝達量の向上が可能にな
る。
体へ入射する光線の入射角を、同一寸法と焦点距離を有
する楕円を使用したレフレクターに比べて小さくでき、
これにより光伝達媒体への光線伝達量の向上が可能にな
る。
本第１実施例における各楕円Ｅｌ，Ｅ２は、パラメータ
が異なる２つの放物線で代用してもよく、この場合の断
面曲線は第１実施例とは逆に頂点に近くで外側の放物線
に接近し、また縁部に近付くに従って内側の放物線に接
近する。この断面曲線を使用したレフレクターは、比較
的遠い一定の距離で効率良く光を集光させる場合に好適
であり、即ち反射された光線が光軸と平行に反射されず
に僅かに内側に向って放射されるので、比較的遠距離で
レンズ等を使用せずに集光でき、この時の照射パターン
の直径をレフレクターの開口部直径よりも小さくできる
。
が異なる２つの放物線で代用してもよく、この場合の断
面曲線は第１実施例とは逆に頂点に近くで外側の放物線
に接近し、また縁部に近付くに従って内側の放物線に接
近する。この断面曲線を使用したレフレクターは、比較
的遠い一定の距離で効率良く光を集光させる場合に好適
であり、即ち反射された光線が光軸と平行に反射されず
に僅かに内側に向って放射されるので、比較的遠距離で
レンズ等を使用せずに集光でき、この時の照射パターン
の直径をレフレクターの開口部直径よりも小さくできる
。
第２図は本発明の第２実施例を示すレフレクターの断面
図であり、異なる種類の２つの円錐曲線、即ち１つの楕
円と１つの放物線の組合わせを利用してレフレクターの
断面形状（断面曲線）を得たものである。
図であり、異なる種類の２つの円錐曲線、即ち１つの楕
円と１つの放物線の組合わせを利用してレフレクターの
断面形状（断面曲線）を得たものである。
図において、Ｒはレフレクターの断面曲線、１はレフレ
クターの光軸、Ｅは楕円、Ｐは放物線である。
クターの光軸、Ｅは楕円、Ｐは放物線である。
楕円Ｅ及び放物線Ｐの光軸は上記光軸１と一致し、両焦
点Ｆｌ，Ｆ２も光軸１上で一致している。
点Ｆｌ，Ｆ２も光軸１上で一致している。
また、角度αを決めるための定点Ｏも同様に焦点Ｆｌ，
Ｆ２と一致している。
Ｆ２と一致している。
Ａ， Ｂ， Ｃは定点Ｏから延びる直線２と楕円Ｅ，放
物線Ｐ及び断面曲線Ｒとの交点あり、αは該直線２と光
軸１のなす角度である。図中の２′は直線２が角度α′
まできた時の状態で、Ａ’ Ｂ’Ｃ′はその時の交点
である。
物線Ｐ及び断面曲線Ｒとの交点あり、αは該直線２と光
軸１のなす角度である。図中の２′は直線２が角度α′
まできた時の状態で、Ａ’ Ｂ’Ｃ′はその時の交点
である。
上記の点Ａと点Ｃの距離をＬ１点Ｂと点Ｃの距離をρと
すると、距離係数ｋは先に述べた（Ｉ）式のように定義
される。
すると、距離係数ｋは先に述べた（Ｉ）式のように定義
される。
本第２実施例における距離係数ｋは一定である。
従って、第１実施例と同様に、角度αをなるべく小さ《
変化させて該角度毎に距離ｇを算出し、多数の座標点を
求めてこれらを結べば、第２図に示すようなスムーズな
断面凹線Ｒを描くことができる。好ましくは、断面曲線
Ｒを微分できるような滑らかな曲線とする。
変化させて該角度毎に距離ｇを算出し、多数の座標点を
求めてこれらを結べば、第２図に示すようなスムーズな
断面凹線Ｒを描くことができる。好ましくは、断面曲線
Ｒを微分できるような滑らかな曲線とする。
上記の距離係数ｋは、ｋ＝１のとき断面曲線Ｒと放物線
Ｐが一致し、ｋ＝○のとき断面萌線Ｒと楕円Ｅが一致す
る。従って、断面萌線Ｒを両曲線Ｅ， Ｐの間を通るよ
うにするためには距離係数ｋを０＜ｋ＜１の範囲内で適
宜設定すればよい。また、断面曲線Ｒを放物線Ｐの外側
に描く場合にはｋ＜１にすればよく、逆に断面曲線Ｒを
楕円Ｅの内側に描く場合にはｋ＜０にするとよい。距離
係数ｋの値は希望する配光分布により決められるもので
、Ｋがかなり１に近いと配光特性は放物線を使用したレ
フレクターと似てくる。
Ｐが一致し、ｋ＝○のとき断面萌線Ｒと楕円Ｅが一致す
る。従って、断面萌線Ｒを両曲線Ｅ， Ｐの間を通るよ
うにするためには距離係数ｋを０＜ｋ＜１の範囲内で適
宜設定すればよい。また、断面曲線Ｒを放物線Ｐの外側
に描く場合にはｋ＜１にすればよく、逆に断面曲線Ｒを
楕円Ｅの内側に描く場合にはｋ＜０にするとよい。距離
係数ｋの値は希望する配光分布により決められるもので
、Ｋがかなり１に近いと配光特性は放物線を使用したレ
フレクターと似てくる。
この断面曲線Ｒを使用して照明器具用のレフレクターを
形戊する場合には、第１実施例と同様に、断面曲線Ｒを
光軸を中心として回転させて椀形のものを得るか、また
は断面曲線Ｒを図面の手前から奥の方向に平行移動させ
て溝形のものを得ればよい。
形戊する場合には、第１実施例と同様に、断面曲線Ｒを
光軸を中心として回転させて椀形のものを得るか、また
は断面曲線Ｒを図面の手前から奥の方向に平行移動させ
て溝形のものを得ればよい。
このように、本第２実施例ではレフレクターの配光特性
を、断面曲線Ｒを設計する段階における、楕円のパラメ
ータａ，ｂと、放物線のパラメータｐと、両項点ＳＥ，
ＳＰの距離と、距離係数ｋ等によって任意に調整するこ
とが可能である。このレフレクターでは、従来のように
反射表面を荒くしたり、また異なった線を継ぎ合わせる
ことなく、希望の配光分布を得ることが可能で、照射さ
れるパターン内の照度分布を均一にでき、しかも散乱光
の発生がない。
を、断面曲線Ｒを設計する段階における、楕円のパラメ
ータａ，ｂと、放物線のパラメータｐと、両項点ＳＥ，
ＳＰの距離と、距離係数ｋ等によって任意に調整するこ
とが可能である。このレフレクターでは、従来のように
反射表面を荒くしたり、また異なった線を継ぎ合わせる
ことなく、希望の配光分布を得ることが可能で、照射さ
れるパターン内の照度分布を均一にでき、しかも散乱光
の発生がない。
このレフレクターでキャップ等を用いずに只１つの均一
な照射パターンを得るには、第２図に示すように断面聞
線Ｒの縁部Ｒａに入射する光線Ｓと光軸１とがなす角度
βと、そこで反射される光線Ｓ′と光軸１とがなす角度
β′を等しくなるように決めればよい。定点Ｏにおいた
光源からの直射光とレフレクターからの反射光が同じ大
きさの照射パターンを形成することになる。
な照射パターンを得るには、第２図に示すように断面聞
線Ｒの縁部Ｒａに入射する光線Ｓと光軸１とがなす角度
βと、そこで反射される光線Ｓ′と光軸１とがなす角度
β′を等しくなるように決めればよい。定点Ｏにおいた
光源からの直射光とレフレクターからの反射光が同じ大
きさの照射パターンを形成することになる。
第３図は、第２実施例の断面萌線Ｒを使用したレフレク
ターの配光分布図であり、詳し《はｐ −３９．０の放
物線と、ａ＝９０．２．ｂ＝５６．０の楕円を利用し、
距離係数ｋ＝０．２２として断面曲線Ｒを設計した場合
のものである。その配光曲線Ｊ２から理解されるように
、該レフレクターは一定の角度内ではほぼ均一の光度を
有しており、楕円を使用した従来のレフレクター（第４
図参照）とは全く異なる配光分布を有している。
ターの配光分布図であり、詳し《はｐ −３９．０の放
物線と、ａ＝９０．２．ｂ＝５６．０の楕円を利用し、
距離係数ｋ＝０．２２として断面曲線Ｒを設計した場合
のものである。その配光曲線Ｊ２から理解されるように
、該レフレクターは一定の角度内ではほぼ均一の光度を
有しており、楕円を使用した従来のレフレクター（第４
図参照）とは全く異なる配光分布を有している。
本第２実施例では角度αの変化に関係なく距離係数ｋを
一定にしたが、第１実施例と同様に角度αの変化に対し
て距離係数ｋを変化させて断面曲線Ｒを得るようにして
もよく、また楕円を放物線の外側に置いてもよい。
一定にしたが、第１実施例と同様に角度αの変化に対し
て距離係数ｋを変化させて断面曲線Ｒを得るようにして
もよく、また楕円を放物線の外側に置いてもよい。
尚、第１，２実施例では何れも各曲線Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ，
Ｐの光軸をレフレクターの光軸１と一致させたものを示
したが、これら光軸は必ずしも一致させる必要ななく、
また一方の曲線を傾けるようにしてもよい。また、各曲
線Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ，Ｐの焦点Ｆｌ，Ｆ２，ＳＥ，ＳＰも
必ずしも一致させる必要はなく、また両頂点間の距離を
変えることもでき、極端な場合両頂点は一致していても
よい。
Ｐの光軸をレフレクターの光軸１と一致させたものを示
したが、これら光軸は必ずしも一致させる必要ななく、
また一方の曲線を傾けるようにしてもよい。また、各曲
線Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ，Ｐの焦点Ｆｌ，Ｆ２，ＳＥ，ＳＰも
必ずしも一致させる必要はなく、また両頂点間の距離を
変えることもでき、極端な場合両頂点は一致していても
よい。
また、断面曲線Ｒの設計に極座標を用いたが、他の座標
系、例えば頂点ＳＲをＯとした直座標を用い、Ｘ軸上の
動きに対して距離係数Ｋをｙ軸方向に変化させるように
してもよい。
系、例えば頂点ＳＲをＯとした直座標を用い、Ｘ軸上の
動きに対して距離係数Ｋをｙ軸方向に変化させるように
してもよい。
更に、レフレクターを溝形に形成する場合には光軸を中
心として上下を対称にする必要はなく、ウォールウォッ
シャー用等の非対称形のレフレクターの設計では、光軸
の上側と下側で、利用する曲線の種類及びパラメータを
変えてもよい。
心として上下を対称にする必要はなく、ウォールウォッ
シャー用等の非対称形のレフレクターの設計では、光軸
の上側と下側で、利用する曲線の種類及びパラメータを
変えてもよい。
更にまた、本発明のレフレクターの反射表面にファセッ
ト（多面体の面）を設けるようにしてもよく、これによ
り光源のフィラメントコイルが大きいときに生じる照射
パターン内の照度むらを排除することができる。
ト（多面体の面）を設けるようにしてもよく、これによ
り光源のフィラメントコイルが大きいときに生じる照射
パターン内の照度むらを排除することができる。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明のレフレクターによれば、
レフレクターの断面形状が非円錐曲線から戊るので、従
来のように反射表面を荒くしたり、また異なった線を継
ぎ合わせることなく、希望の配光分布を得ることが可能
であり、照射されるパターン内の照度分布を均一にでき
る。しかも、散乱光の発生がないので、照射パターンの
境界が鮮明でエネルギー損失もなく、希望の光度分布を
高い効率で得ることができる利点がある。
レフレクターの断面形状が非円錐曲線から戊るので、従
来のように反射表面を荒くしたり、また異なった線を継
ぎ合わせることなく、希望の配光分布を得ることが可能
であり、照射されるパターン内の照度分布を均一にでき
る。しかも、散乱光の発生がないので、照射パターンの
境界が鮮明でエネルギー損失もなく、希望の光度分布を
高い効率で得ることができる利点がある。
また、本発明の製造方法によれば、２つの円錐曲線のパ
ラメータ、両頂点間の距離と、距離係数等を調整するこ
とで、希望の配光分布を有するレフレクターを簡単且つ
的確に製造できる利点がある。
ラメータ、両頂点間の距離と、距離係数等を調整するこ
とで、希望の配光分布を有するレフレクターを簡単且つ
的確に製造できる利点がある。
第１図は本発明の第１実施例を示すレフレクターの断面
図、第２図は本発明の第２実施例を示すレフレクターの
断面図、第３図は第２実施例のレフレクターの配光分布
図、第４図は楕円を使用した従来のレフレクターの配光
分布図である。 図中、１・・・光軸、Ｒ・・・レフレクターの断面曲線
、Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ・・・楕円、Ｐ・・・放物線。 １：光軸 第２図 第２実施例のレフレクターの配光分布図３０ １５ ０ ］５ ３０ 従来のレフレクタ−の配光分布図
図、第２図は本発明の第２実施例を示すレフレクターの
断面図、第３図は第２実施例のレフレクターの配光分布
図、第４図は楕円を使用した従来のレフレクターの配光
分布図である。 図中、１・・・光軸、Ｒ・・・レフレクターの断面曲線
、Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ・・・楕円、Ｐ・・・放物線。 １：光軸 第２図 第２実施例のレフレクターの配光分布図３０ １５ ０ ］５ ３０ 従来のレフレクタ−の配光分布図
Claims (8)
- （１）照明器具等に用いられるレフレクターにおいて、 レフレクターの断面形状が非円錐曲線から成る、ことを
特徴とするレフレクター。 - （２）断面曲線が微分可能な滑らかな曲線である、請求
項（１）記載のレフレクター。 - （３）２つの円錐曲線を一平面上に基準軸と交差するよ
うに置き、該基準軸上の１点から延びる直線と交わる２
つの円錐曲線の交点間距離をＬとし、該直線上における
断面曲線の交点位置と一方の円錐曲線の交点からの距離
をｌとした場合に、ｋ＝ｌ／Ｌで定められる距離係数に
に基づき、基準軸と直線のなす角度を変化させたときの
該直線と断面曲線の交点位置となる複数の座標点を求め
、該座標点に基づいて断面曲線を描く工程と、 該断面曲線を３次元的に変動させて立体形状を得る工程
とから成る、 ことを特徴とするレフレクターの製造方法。 - （４）２つの円錐曲線が同一種類で、距離係数にが基準
軸と直線のなす角度に対して変化する、請求項（３）記
載のレフレクターの製造方法。 - （５）２つの円錐曲線が異なる種類で、距離係数にが基
準軸と直線のなす角度に対して一定である、請求項（３
）記載のレフレクターの製造方法。 - （６）２つの円錐曲線が異なる種類で、距離係数にが基
準軸と直線のなす角度に対して変化する、請求項（３）
記載のレフレクターの製造方法。 - （７）断面曲線を基準軸を中心として回転させた、請求
項（３）乃至（６）何れか１項記載のレフレクターの製
造方法。 - （８）断面曲線を基準軸と交差する方向に移動させた、 請求項（３）乃至（６）何れか１項記載のレフレクター
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3919334A DE3919334A1 (de) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | Reflektor fuer eine leuchte |
| DE3919334.9 | 1989-06-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330204A true JPH0330204A (ja) | 1991-02-08 |
| JPH0738285B2 JPH0738285B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=6382686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2152546A Expired - Fee Related JPH0738285B2 (ja) | 1989-06-13 | 1990-06-13 | レフレクタ― |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5136491A (ja) |
| EP (1) | EP0402740B2 (ja) |
| JP (1) | JPH0738285B2 (ja) |
| DE (2) | DE3919334A1 (ja) |
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- 1990-06-13 JP JP2152546A patent/JPH0738285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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