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照明装置 - 松下電工株式会社
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発明の名称 照明装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2004−152629(P2004−152629A)
公開日 平成16年5月27日(2004.5.27)
出願番号 特願2002−316715(P2002−316715)
出願日 平成14年10月30日(2002.10.30)
代理人
発明者 岡田 聡 / 奥田 滋
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。
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




 

 


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