JPS5941161B2 - 制御拡散反射鏡を有するランプユニツト及び該反射鏡の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ランプ付の反射鏡を利用した照明装置、特に
光の拡散を制御できる反射鏡および該反射鏡の製造方法
に関する。

拡散の制御とは、ランプから出たはじめの立体光束の分
布を損うことなくビーム・パターンを平均化し、フィラ
メントによる像を取り除くような拡散を得ることである
。上述のような拡散特性を有する反射鏡は、たとえば投
光照明や、映写機における集光装置など、さまざまな装
置に於いて有用である。反射鏡は、その材質がアルミニ
ウムのように加工が可能であれば、スピニング、電解、
流体力、破裂、打ち抜きなどにより作ることができる。

ガラス製の反射鏡は、型の中にガラスを吹き込むか、又
は重力によつてサツギング（垂下）させるか、ないしは
ガラスを２枚型の中に圧入するかで作られてきたが、安
値で大量生差された非球面材に研削ないしは研磨を施す
ことは適しない。光を確実に制御するには、反射鏡面が
全く平らでなければならない。しかしながら実際には、
反射鏡面上の各点からの光線を拡げ、円錐形の光束を作
つて、不均一な配光を是正する必要がある。通常使われ
るエッチングや砂吹き加工による拡散技術に於ては、拡
散の抑制ができなくなり、２πステラジアンもの大きな
角度に拡散されてしまう。適当な制御は、反射鏡面上に
、反射鏡の曲率と異る曲率を有する小さな（反射鏡全体
に関して）部分を近接させながら幾つも設けることによ
つて達成することができる。この小さな部分は、従来工
具を使用し、反射面上に加工を施すことによつて行われ
てきた。このようにして、この技術は上述の金属製の反
射鏡と、ガラスを加工することによつてできた反射鏡に
使用されていた。制御拡散を有するガラス製の反射鏡は
、光線の温度を下げなければならない時、特に有利であ
る。

コールドダイクロイツクミラをコーティングしたガラス
製の反射鏡は、可視光線を反射するが、赤外線の殆どは
、透過させてしまう。このような光線を分離する技術は
、金属製の反射鏡に於いては不可能である。金属製の反
射鏡に於いて最大限できることは、ダイクロイツクミラ
でコーテイングされた反射面に、赤外線を吸取させるこ
とであるが、そうすれば、反射面の局部的な温度上昇を
惹起せしめる。しかしながらこのダイクロイツクミラコ
ーテイングは、現在の所その価値は充分認められていな
い。光を拡散せしめる反射鏡およびそれに付随した問題
を考える一例として、ランプと反射鏡が一体となつた３
５ｍ７７！スライド映写機用の反射集光系を考える。

このような集光系には対物レンズ、フイルムゲート開口
部、リレーレンズ、および反射鏡を有するランプ組立体
が含まれる。通常の映写用の１０．１６センチ（４イン
チ）、ｆ−３，５の対物レンズと光軸付近で約１５ジオ
プタ一のリレーレンズで、通常の間隔を有する配列が採
用されている場合、反射鏡による集光系は、スクリーン
上の局部的な不均一性を防ぐため、一定の立体角内に拡
散する制御光を必要とする。従来この目的のためには、
高価なベースソケツトに取り付けられる加圧反射鏡ない
しは、リムにとりつけられる重たい加圧反射鏡が使われ
ていた。工具により反射鏡面に刻みをいれる場合、ラン
プユニツトのそれぞれに於いて、工具の摩耗により、大
きさが変わつてしまう。又その構造が非常に微細なため
、同様なものをいくつもつくることが難しい。上述の公
知技術の欠点を認識し、本発明の主目的は改良された制
御拡散光を有する照明装置を提供することである。

本発明の次の目的は、制御拡散光を得るために、殆ど全
面に点刻を施したガラスないしは同様の材質の反射鏡を
提供することである。

本発明の更に別な目的は、このような反射鏡を製作する
改良された方法を提供することにある。

本発明に於いて、ガラスのような可塑材を、点刻面を有
する凹面の型にサツギングさせたのち、サツギングされ
た凹面を反射材でコーテイングさせると、通常の反射鏡
の曲面に比較して増大させられたか又は減小させられた
曲率をもつた制御部分を有する制御拡散光を提供する反
射鏡を得られることが判明した。サツギング工程は可塑
的な状態にあるガラスのような材質のものを型が最終的
に反射に供される面と反対の面とのみ接触するように、
ガス圧と重力の両者、ないしは片方を利用し、点刻の施
された型面に流し込む工程を含んでいる。このようにし
て、完成した反射面は工具などと接触することにより傷
がつくことはない。又、この点刻を有する反射面は反射
鏡の各点から、定の空間内に収まる拡散光を反射せしめ
る。本発明による反射鏡は、温度をあげて柔らかくなつ
た原材料、一般にはガラスを、重力および又は、ガラス
と型の間の域と、その周囲の差の圧力を使つて、型に挿
入することにより作られる。型は、完成した反射鏡表面
とは、厚さが、ガラスの流入量により変化するガラスの
厚さを考慮に入れた分だけ異なる。点刻と呼ばれる鏡面
修正用の小さな変形部が型の面に施されている。一般に
この点刻としては、型面に凹球面の刻み目がつけられる
が、回転楕円体面、楕円体面、平型、ないしは、非円錐
のものがつけられることもある。又凸型の点刻も使用す
ることができる。点刻即ちピーンを含む部分の大きさと
、形状は定められている。又これらの部分は一定の方法
で配列されていて、それぞれの部分から生ずる光の拡が
りの合計が制御され、かつ型から複製をつくるのに都合
のよいようになつている。ピーンの大きさは、ピーンを
作る工具（たとえば球面型のピーンの場合は、工具の球
面の半径）および、ピーンの施される面の平均半径によ
つて決まる。反射面土のピーンの作り方は、特定方向に
必要な光線の拡がり具合に依存する。

アルミニウム、銀、干渉フイルタ、その他の反射材で、
最終的に被覆される反射面は、工具によつてピーンを作
る際にキズ、その他の凹凸がつきやすい。本発明による
反射鏡を使用した映写ランプは第１図と第２図に示され
る。

回転楕円形の反射鏡１０は投写光制御用の点刻、即ちピ
ーンを有する内部円錐面にダイクロイツクコールドミラ
を施してある。凸面１４上の大きなピーンは、雌型から
直接つくられる。ランプベース１６は反射鏡内に、ラン
プを固定支持するために使われる。ランプ１８には最も
一般的には、白熱フイラメントを有するタングステンハ
ロゲンランプが使われる。又このランプ１８は、反射鏡
の頂上部から挿入される。ランプは反射鏡面１２と開口
面とによつて限定される空間内、又は、その空間の直ぐ
近傍に位置する。典型的なサツギング工程が、第３図に
図示される。

この図では、本発明による点刻付きの反射鏡をサツギン
グにより作る型の中央断面が示される。サツギングの際
に反射鏡の外面を形成する凹面２４には、所望の形状を
得るため刻み目２６によつて示される点刻が施されてい
る。この点刻は、一定のパターン通りに施すのが好まし
い。したがつて型面２４には、球状の刻み目が、実質的
に均一なパターンに従つて施されている。型とサツギン
グされたガラスの間の真空状態を創るため、点刻面には
大体０．０５１センチ（０．０２０インチ）の直径の小
さな孔が複数個設けられていて、その典型例が孔２８に
よつて図示されている。型の中央部の凸部では、ガラス
は薄くなり、そこに反射鏡の中央孔２０（第２図）が設
けられる。この凸部の形状は、さほど重要ではない。型
の上端部の小さな変形は、型どりのあとのガラスの削り
方、仕上げの仕方によつて決められる。以下本発明の好
ましい実施例について説明する。

土述の型は、先ず１１００〜１２００℃の間に予め加熱
される。次に、平板ガラスの未加工材３２を予熱された
型２２の上に充分余裕をもつて密封するようにかぶせる
。一般的には、未加工材に使用するガラスは、約０．１
７８センチ（０．０７インチ）の厚さで、０〜３００℃
の範囲で８７〜９３Ｘ１０−７／℃の平均熱膨張係数を
有する通常のソーダ石灰ガラスを成分とする。未加工材
３２はガラスの代わりに、反射鏡形成に適する加熱後の
可塑件を有する他の剛材から作ることもできる。次に、
ガラスを可塑的な状態まで加熱して、重力にまかせサツ
ギングさせ、同時に、孔２８を使つて、ガラス未加工材
と型との間に真空状態を惹起せしめる。このようにして
、可塑的になつたガラスは工具を使わずに点刻面にサツ
ギングしてゆき、ガラスには、工具なしで点刻付きの凹
面を作ることができる。真空状態を創り出すことによつ
て、重力によるサツグのみを使用した時に起りがちな、
ガラスと、型の間にすき間のできるのを防ぐことができ
る。製造の最も一般的な方法として、上述の工程は、コ
ンベア上に幾つかの型をのせ、１１００〜１２００℃に
調整された炉の中を通すことによつて行われる。サツギ
ングによつて型どりされたガラスは、固くなるまで冷や
される。

第４図は、型どりされたガラス３４の厚さの変化を示す
部分断面図である。

凸部３０によつてつくられた中央部３６は、孔２０をつ
くるため３８の点のあたりで切りとられる。ガラス断面
の４０の域の拡大図は第５図によつて示られる。凸型の
外面４２は、型と直接に接触することによつて作られ、
一方、光学的な作用が小さい点刻部２６は可塑的なガラ
スの流れによつて内面４４に形成される。アルミニウム
のような薄膜の反射材が型入れされたガラスの内面４４
の光に反射部としてコーテイングされている。コーテイ
ング４４はコールドダイクロイツクミラコーテイングと
して、ランプ１８の白熱フイラメントからの可視光線を
反射し、赤外線を反射鏡の背面の方に透過させるたこと
ができる。

前述した３５ｍｍ映写機に適当な反射鏡の基本型（第１
図および第２図）は、長径゛３．６５５センチ（１．４
３９インチ）、短径２．３４２センチ（０．９２２イン
チ）の回転楕円面の一部である。

本反射鏡用の雌型２２は頂点部のガラスの厚さを０．０
６１センチ（０．０２４インチ）に、頂点部から主軸に
沿つて遠ざかるにつれてガラスの厚さが２．５４センチ
（１インチ）ごとに０．０９７センチ（０．０３８イン
チ）づつ増えていくようにつくられている。したがつて
、前述の回転楕円面は、上記の厚さだけ切れこまれてい
る。この切り込みの実際の値は使用される平型ガラス未
加工材の型と厚さおよびサツギング工程に於ける温度分
布、それに要する時間とブレス器、に依存する。均一な
真空状態を創出するために、３２個の真空創出用孔２８
が型面上に恣意的に配列されている。ピーン加工と、好
ましくない光の帯、光の集中、その他の光条のない均一
な光との間には、特定な関係が存在しないため、ビーン
加工の程度は主観的に決められる。映写スクリーン上の
各点の均一性を角部と中央部との比で表したものは、ピ
ーン加工の程度を決める主な要素ではない。ピーン加工
により供される拡散の必要な量は、専門家が映写装置の
許容度をどの程度にするかに関して一致した点に決めら
れた。このようにして、一般に許容度が決められる。可
塑状態のガラスが型のピーン上を流れることにより、反
射面の前面部のピーンの光学的効果が小さくなることを
考慮し、反射面の後面部のピーンは、型に１．５８６セ
ンチ（０．６２５インチ）の球面直径と、０．１５２セ
ンチ（０．０６０インチ）の平均周直径を有するピーン
を整列せしめることにより作られた。このようにして、
サツギングされたガラスの凹面上に、ほぼ一定のパター
ンで、凹球面状の点刻２６を設けることができる。点刻
ないしはピーンの機能は第６図に示されている。

なめらかな反射面５０に入射するベンジ，ル光線４８を
考える。反射ペンシル光線５２はピーンのない場合、反
射しても拡散の変化は実質的にない。コイル状白熱フイ
ラメントのように、輝度に不均一性がある場合、この不
均一性は、広い意味での「イメージ」を伴い、好ましく
ない不均等な光の面の原因となる。ピーン５４が反射点
にあると、反射ペンシル光線の拡散は、たとえば立体角
５６のように、大きくなる。このようにすると、系の部
分的な反射をなくすことができる。しかしながら、入射
ペンシル光線は、依然立体角内に反射される。全体的な
拡散がかりに行われたとすると、反射光は、２πステラ
ジアンに近い大きな立体角内に拡がつてゆき、したがつ
て、反射鏡の方向匍御能力を小さくするか、又は全くな
くしてしまう。したがつて、立体角内に光を反射させる
点刻は、サツギングされたガラスの反射面に設けられ、
投光照明ないしは映写ランプのような装置に於いて、方
向制御の改善に役立つ。要約すると、本発明は、重力お
よび、又はガラス圧によつて、型に可塑状態のガラスな
いしは、同様の原料を流し込んだ立体反射鏡に於いて、
型と接触する面が反射面と反対の位置にあり、反射面が
アルミニウムのような反射材によつてコーテイングされ
た立体反射鏡に関する。

更に、光の拡がりの度合を制御する方法が、反射面に、
全体としての立体の性質を保ちつつ、凹凸を設けること
によつて供される。反射鏡は一般に、ランプないしは光
源と併用して、あるいはその主要部分としての光の制御
に使われる。サツギングによる工程には、色々な場合に
おいて、特別な利点がある。完成した反射面は、工具の
接触を受けない。しかし、もしもとの面が良質のものな
ら６工具と接触した場合でもその質の低下はきたさない
。ある一定の大きさと形状をもつ反射鏡の製法は、他の
製法より経済的な利点をもつ。更に、反射鏡の拡散の制
御を行う点刻付きのサツギングされたガラスを使うのは
、特に熱の制御、耐熱性に関して、有利である。即ち、
ガラスを使うと、金属反射鏡で生ずるような局部的な温
度の上昇を伴うことなく、光線の熱を低下させることが
できるダイクロイツクコーテイングを使うことができ、
又サツギング工程を使用することにより、通常加圧ガラ
スに要求される厚みよりかなり薄いガラスを作ることの
できる。例えばサツギングされたガラス反射鏡の最大の
厚さは０．２５４センチ（０．１インチ）を大きく割る
。それに反し、加圧ガラス反射鏡の厚さは通常０．２５
４センチ（０，１インチ）よりかなり大きく、たとえば
０．４５７センチ（０．１８インチ）ぐらいである。薄
いガラスは耐熱性が強いため、サツギングによる反射鏡
は、より安価な．より大きな膨張率を有するガラス、た
とえば普通のソーダ石灰ガラスのようなものから作るこ
とができる。さらに、ガラス又はプラスチツクを吸引法
によつて加工して得られる本発明による反射鏡は、光源
に近くなるにつれてその肉厚が小さくなりかつコールド
ミラーコーテイングが施されているので、光源近くにお
ける赤外線の透過が良好となり、熱の匍卿、耐熱性に秀
れている。耐熱性が低いため、より厚い加工ガラスの場
合は、より高価で、より低い膨張率を有するほうけい酸
ガラスなどを、耐熱性を高めるため通常使う。本発明の
発明は、特定の実施例に関して、なされたが、本発明の
精神および範囲から逸脱することなく、本発明の変形が
当業者によつて作られることに留意する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明によるサツギングによる反射鏡を有する
ランプユニツトの斜視図、第２図：第１図のランプユニ
ツトの正面図、第３図：第１図、および第２図の反射鏡
製作のために使われる型の模式断面図、第４図：第１図
および第２図の反射鏡における型どりされたガラスの部
分断面図、第５図．第４図の反射鏡断面図の部分拡大図
、第６図：反射面上のピーンが有する光学的効果を示す
図、図中の主な構成要素と参照番号は以下の通りである
。 １０：回転楕円反射鏡、１８：ランプ、２２：型、２６
：点刻、３２：未加工材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ほぼ全面にわたつて点刻効果が生ずるようにサツギ
   ングによつて形成された凹面のガラス又はプラスチック
   からなる物体と、そして該凹面上に施された反射物体の
   コールドミラーコーティングとから形成される、制御拡
   散光を投射するための反射鏡であつて、前記サツキング
   によつて形成された物体が、中央部に行くに従いその厚
   さが薄くなり、点刻効果による複数の凹球面を有する表
   面側の凹面とそして該凹球面にそれぞれ対応する複数の
   突起を有する裏面側の凹面とを有してなる、反射鏡。