照明装置

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【発明の名称】	照明装置
【発明者】	【氏名】長久幸広【氏名】成元日出夫【氏名】田中学
【要約】	【課題】当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用すること。【解決手段】光源と、光源からの光を反射し反射光として照射目標に伝搬するための反射鏡と、上記光源と照射目標との間に設けられ、上記反射鏡からの反射光を透過し、かつ入射した光源からの直接光を照射目標から離れた範囲に向かって伝搬するための導光部とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】光源と、前記光源からの光を反射し反射光として照射目標に伝搬するための反射鏡と、前記光源と照射目標との間に設けられ、前記反射鏡からの反射光を透過し、かつ入射した前記光源からの直接光を照射目標から離れた範囲に向かって伝搬するための導光部と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】前記導光部が、前記光源に対向して配置される入射面と、前記照射目標に面して配置される照射面とを有し、前記導光部は、前記入射面から入射した前記光源からの直接光に対して、前記入射面と前記照射面との間で全反射を繰り返し全反射光として外縁部分から周囲に放射するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】前記導光部は、前記光源を通る回転対称軸に回転対称な形状に形成され、前記入射面の形状が、前記光源からの直接光が入射する前記入射面上の複数の入射点ｘn（nは自然数）において、前記複数の各入射点ｘnでの法線に対する直接光の入射角θ2を一定とし、かつ前記光源から前記回転対称軸上の入射面までの距離Ｌ1と、前記光源から各入射点ｘnに入射される直接光の前記回転対称軸に対する各傾き角度θnと、前記光源と各入射点ｘnまでの各距離Ｌ（θn）とが、前記各入射点ｘnにおいて次の（１）式を満足するように、決定され、Ｌ（θn）＝Ｌ1・exp（θn・tanθ2）－－－（１）
前記照射面の形状が、決定された入射面の形状及び前記導光部内の屈折率に基づいて、決定されたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】前記導光部は、前記光源を通る回転対称軸に回転対称な形状に形成され、前記入射面の形状が、前記光源からの直接光が入射する前記入射面上の複数の入射点ｘn（nは自然数）において、前記複数の各入射点ｘnでの法線に対する直接光の入射角θ2を、入射点が前記回転対称軸から離れるにつれて小さい値となるよう定め、かつ前記光源から前記回転対称軸上の入射面までの距離Ｌ1と、前記光源から各入射点ｘnに入射される直接光の前記回転対称軸に対する各傾き角度θnと、前記光源と各入射点ｘnまでの各距離Ｌ（θn）とが、前記各入射点ｘnにおいて次の（２）式を満足するように、決定され、Ｌ（θn）＝Ｌ1・exp｛（θ2・tanθ2）・（θn／θ2）｝－－－（２）
前記照射面の形状が、決定された入射面の形状及び前記導光部内の屈折率に基づいて、決定されたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】前記導光部の外縁部分に、その導光部内で生じた全反射光を吸収する吸収部を設けたことを特徴とする請求項２～４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】前記導光部の外縁部分に、その導光部内で生じた全反射光を前記照射目標から離れた範囲へ向かって透過し射出する射出口部を設けたことを特徴とする請求項２～４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】前記射出口部から射出された全反射光を前記反射鏡側に向かって反射する反射部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を透過する透過部を備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を集束する集束部を備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１０】前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を遮光する遮光部を備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１１】前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を反射する反射部分を備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１２】前記透過部の照射目標側の表面上に、前記光源からの直接光を光源側に向かって反射する反射部分を設けたことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１３】前記導光部で前記反射鏡の内側に向かって反射した光を吸収する吸収手段を前記反射鏡と前記導光部との間に設けたことを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１４】前記導光部で前記反射鏡の内側に向かって反射した光を透過する透過手段を前記反射鏡と前記導光部との間に設けたことを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射鏡を備えた照明装置、特に高輝度の光源（ランプ）の周りに設けた反射鏡からの反射光を照射目標に効率よく照射する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、照明装置では、省エネルギーなどの要求に伴って、メタルハライドランプや水銀ランプ等の高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）を光源としたものが幅広く使用されてきている。つまり、このような照明装置では、高輝度放電ランプを用いることにより、在来の蛍光ランプに比べて大きな光出力を容易に得て、上述の要求を満足した光源を提供することを可能としている。この照明装置を適用した具体例には、ライトバルブとして液晶パネルを用いた投写型表示装置のバックライト光源として使用するものがある。また、このような照明装置では、光源から出た光を照射目標の範囲内に効率よく伝搬させることが望ましく、それを実現する手段として反射鏡を用いることが一般的である。上記のような反射鏡を用いた照明装置では、反射鏡からの反射光は照射目標の範囲内に伝搬するが、光源からの直接光は照射目標の範囲内だけでなくその範囲外にも伝搬する。それゆえ、このような照明装置では、光源からの直接光のうち、照射目標の範囲の近傍で照射目標の範囲外に伝搬する光を迷光とすると、迷光による照射目標での照度の低下を抑制するために、迷光の発生を抑えることが課題であった。特に、上述の高輝度放電ランプを用いた照明装置では、照射目標に照射される反射光の輝度だけでなく迷光の輝度もまた高くなるため、迷光の発生を極力抑えて、照射目標での反射光の照度が迷光により低下することを防ぐことが重要な課題であった。
【０００３】上記のような課題を解決しようとした従来の照明装置には、迷光となる直接光の光路を遮蔽板によって遮蔽し遮光したものが知られている。このような従来の照明装置は、遮蔽板の配置位置によって大きく２種類のものに分けられる。すなわち、従来の照明装置には、反射鏡の照射目標側の外縁部分に円筒状の遮光板を配置した第１の従来例の照明装置と、光源と照射目標との間に光源からの直接光を遮光する遮光板を配置した第２の従来例の照明装置とに分類される。以下、図１４及び図１５を用いて、第１及び第２の従来例の照明装置についてそれぞれ具体的に説明する。尚、以下の説明では、図及び説明の簡略化のために、光源（ランプ）を点光源とみなして、その点光源からの直接光及び反射鏡で反射した反射光について主に説明する。
【０００４】図１４は、第１の従来例の照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。図１４において、第１の従来例の照明装置では、ランプにより構成された光源５１と、その光源５１の周りに設けられ、円状の開口部を有する反射鏡５２と、前記反射鏡５２の開口部に装着された円筒状の遮光板（以下、”遮光筒”という）５３とが設けられている。光源５１は、反射鏡５２の回転対称軸５２ａ（一点鎖線にて図示）上に配置されている。この光源５１からの光のうち、反射鏡５２によって反射された反射光ａは回転対称軸５２ａと平行に照射されて、図示を省略した照射目標の範囲内に伝搬される。光源５１からの直接光のうち、図の斜線部ｂで示した迷光となる直接光は、その光路が遮光筒５３によって遮蔽されて、遮光される。これにより、この第１の従来例の照明装置は迷光の発生を抑えていた。
【０００５】図１５は、第２の従来例の照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。尚、以下の説明では、第１の従来例のものと同一の部分については同一の符号を用いて、その重複した説明は省略する。図１５に示すように、第２の従来例の照明装置では、遮光板５４が光源５１と照射目標との間に配置されている。これにより、この第２の従来例の照明装置では、光源５１からの直接光のうち、図の斜線部ｂで示した迷光となる直接光はその光路が遮光板５４によって遮蔽されて、遮光される。尚、図の範囲ｃで示す部分は、光源５１からの直接光のうち、照射目標の範囲から大きく外れて伝搬される直接光を示すものであり、上記反射光ａの照度に影響しない直接光を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような第１及び第２の従来例の照明装置では、発生する迷光に対してその迷光を遮光する割合を迷光の遮光効率としたとき、その遮光効率を向上するためには当該照明装置の大型化または照射目標での照度の低下を招くという問題点があった。具体的にいえば、第１の従来例の照明装置では、迷光の遮光効率を向上するために、遮光筒を照射目標側に延長する必要があった。したがって、この第１の従来例の照明装置では、迷光の遮光効率を向上するにつれて、遮光筒は長いものとなり、当該照明装置が大型化した。一方、第２の従来例の照明装置では、迷光の遮光効率を向上するために、遮光板を大きくして、反射鏡の開口部を塞ぐ面積を大きくする必要があった。このため、この第２の従来例の照明装置では、迷光の遮光効率を向上するにつれて、反射鏡の開口部が遮光板により塞がれて反射鏡からの反射光が遮光された。したがって、この第２の従来例の照明装置では、迷光の遮光効率を向上するにつれて、照射目標に伝搬される反射光が減少して、その反射光による照射目標での照度が低下した。
【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる照明装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光を反射し反射光として照射目標に伝搬するための反射鏡と、前記光源と照射目標との間に設けられ、前記反射鏡からの反射光を透過し、かつ入射した前記光源からの直接光を照射目標から離れた範囲に向かって伝搬するための導光部とを備えている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【０００９】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部が、前記光源に対向して配置される入射面と、前記照射目標に面して配置される照射面とを有し、前記導光部は、前記入射面から入射した前記光源からの直接光に対して、前記入射面と前記照射面との間で全反射を繰り返し全反射光として外縁部分から周囲に放射している。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００１０】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部は、前記光源を通る回転対称軸に回転対称な形状に形成され、前記入射面の形状が、前記光源からの直接光が入射する前記入射面上の複数の入射点ｘn（nは自然数）において、前記複数の各入射点ｘnでの法線に対する直接光の入射角θ2を一定とし、かつ前記光源から前記回転対称軸上の入射面までの距離Ｌ1と、前記光源から各入射点ｘnに入射される直接光の前記回転対称軸に対する各傾き角度θnと、前記光源と各入射点ｘnまでの各距離Ｌ（θn）とが、前記各入射点ｘnにおいて次の（１）式を満足するように、決定され、Ｌ（θn）＝Ｌ1・exp（θn・tanθ2）－－－（１）
前記照射面の形状が、決定された入射面の形状及び前記導光部内の屈折率に基づいて、決定されている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００１１】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部は、前記光源を通る回転対称軸に回転対称な形状に形成され、前記入射面の形状が、前記光源からの直接光が入射する前記入射面上の複数の入射点ｘn（nは自然数）において、前記複数の各入射点ｘnでの法線に対する直接光の入射角θ2を、入射点が前記回転対称軸から離れるにつれて小さい値となるよう定め、かつ前記光源から前記回転対称軸上の入射面までの距離Ｌ1と、前記光源から各入射点ｘnに入射される直接光の前記回転対称軸に対する各傾き角度θnと、前記光源と各入射点ｘnまでの各距離Ｌ（θn）とが、前記各入射点ｘnにおいて次の（２）式を満足するように、決定され、Ｌ（θn）＝Ｌ1・exp｛（θ2・tanθ2）・（θn／θ2）｝－－－（２）
前記照射面の形状が、決定された入射面の形状及び前記導光部内の屈折率に基づいて、決定されている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００１２】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部の外縁部分に、その導光部内で生じた全反射光を吸収する吸収部を設けている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００１３】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部の外縁部分に、その導光部内で生じた全反射光を前記照射目標から離れた範囲へ向かって透過し射出する射出口部を設けている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００１４】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記射出口部から射出された全反射光を前記反射鏡側に向かって反射する反射部を設けている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００１５】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を透過する透過部を備えている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。さらに、上述の中心部分に透過部を設けることにより、直接光の利用効率を向上することができ、導光部を容易に加工することができる。
【００１６】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を集束する集束部を備えている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。さらに、上述の中心部分に集束部を設けることにより、直接光の利用効率を向上することができ、導光部を容易に加工することができる。
【００１７】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を遮光する遮光部を備えている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。さらに、遮光部を設けることにより、導光部を容易に加工することができる。
【００１８】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部は、前記光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする中心部分に、その光源からの直接光を反射する反射部分を備えている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。さらに、反射部分を設けることにより、導光部を容易に加工することができる。
【００１９】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記透過部の照射目標側の表面上に、前記光源からの直接光を光源側に向かって反射する反射部分を設けている。このように構成することにより、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。さらに、反射部分を設けることにより、導光部を容易に加工することができる。
【００２０】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部で前記反射鏡の内側に向かって反射した光を吸収する吸収手段を前記反射鏡と前記導光部との間に設けている。このように構成することにより、照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００２１】別の観点による発明の照明装置は、上述の発明のものに加えて、前記導光部で前記反射鏡の内側に向かって反射した光を透過する透過手段を前記反射鏡と前記導光部との間に設けている。このように構成することにより、照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置を示す好ましい実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、従来例との対比を容易なものとするために、光源を点光源とみなして、その点光源からの直接光及び反射鏡で反射した反射光について主に説明する。
【００２３】《実施例１》図１は本発明の実施例１である照明装置の主要部の構成を示す一部切り欠き斜視図であり、図２は図１に示した照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。図１において、本実施例の照明装置は、実質的な点光源又は非常に小さい発光部分をもつランプにより構成された光源１、前記光源１の周りに設けられ、その光源１からの光を反射し反射光として照射目標（図示せず）に伝搬するための反射鏡２、及び上記光源１と照射目標との間に配置され、上記反射鏡２からの反射光を透過し、かつ光源１からの直接光を照射目標から離れた範囲に向かって伝搬するための導光部３を備えている。光源１は、好ましくはメタルハライドランプや水銀ランプを含んだ既知の高輝度放電ランプにより構成されている。反射鏡２は、例えば円形に開口した開口端部を有している。導光部３は、反射鏡２の内部空間に蓋をするように、反射鏡２の開口端部に固定されている。
【００２４】図２において、反射鏡２は、ガラス、セラミック、または金属により構成されたものであり、例えば放物面状に形成されて、光源１からの直接光を反射し実質的に互いに平行な反射光Ａを生成し照射目標に向かって照射する。尚、反射鏡２の内面側の表面上に既知の誘電体多層膜を積層して、上述の直接光の反射効率を向上する構成でもよい。導光部３は、好ましくはアクリル樹脂またはガラスにより構成され、光源１を通る回転対称軸３ｒに回転対称な形状に形成されている。導光部３は、光源１に対向して配置された光源側の面（以下、”入射面”ともいう）３ａと、光源１の照射目標に面して配置された照射目標側の面（以下、”照射面”ともいう）３ｂとを有している。導光部３は、後に詳述するように、反射光Ａを透過し、かつ入射面３ａから入射した光源１からの直接光に対して、入射面３ａと照射面３ｂとの間で全反射を繰り返し全反射光Ｂとして外縁部分から周囲の支障を生じない空間に放射するよう構成されている。これにより、本実施例の照明装置では、光源１からの直接光が照射目標の近傍でその照射目標の範囲外に伝搬される迷光となることを防いで、迷光の発生による照射目標での反射光Ａの照度の低下を防止することができる。
【００２５】尚、図２では、図の明瞭化のために、回転対称軸３ｒから上の部分については光源１からの直接光が導光部３内で全反射を繰り返し全反射光Ｂとして周囲に放射される伝搬について示し、回転対称軸３ｒから下の部分については反射鏡２からの反射光Ａの照射目標に向かって照射される伝搬について示している。実際には、上記のような反射光Ａ及び全反射光Ｂの伝搬が上述の回転対称軸３ｒに対して回転対称に生じている。また、光源１からの直接光のうち入射面３ａで反射された光、反射鏡２からの反射光のうち入射面３ａで反射された光及び照射面３ｂで反射された光についてはそれぞれ図示を省略した。後段の実施例２以降についても同様とする。また、上述の説明以外に、反射光Ａを反射することなくそのまま透過する両面が平面ガラス板などの保護カバーを導光部３の照射目標側に配置して、導光部３を保護するよう構成してもよい。
【００２６】ここで、図３を用いて、導光部３について具体的に説明する。図３は、図２に示した導光部の構成を示す拡大断面図である。尚、図３では、図面の簡略化のために、光源１からの１本の直接光の伝搬について図示する。本実施例の照明装置では、導光部３の入射面３ａ及び照射面３ｂの形状を下記の手順で決定している。詳細には、入射面３ａの形状を決定するとき、まず光源１からの直接光が入射する入射面上の複数の入射点ｘn（nは自然数）を、例えば回転対称軸３ｒ上で等間隔となるように、かつその回転対称軸３ｒと直角な一つの方向に設定する。そして、複数の各入射点ｘnにおいて、その法線に対する直接光の入射角θ2を一定とする。さらに、光源１から回転対称軸３ｒ上の入射面３ａまでの距離Ｌ1と、光源１から各入射点ｘnに入射される直接光の回転対称軸３ｒに対する各傾き角度θnと、光源１と各入射点ｘnまでの各距離Ｌ（θn）とが、各入射点ｘnにおいて次の（１）式を満足するように、入射面３ａの形状を決定している。
【００２７】
Ｌ（θn）＝Ｌ1・exp（θn・tanθ2）－－－（１）
【００２８】具体的には、図３に示すように、光源１からの直接光Ｂ0が入射する入射点ｘ1において、その入射点ｘ1での法線ｄ1に対する直接光Ｂ0の入射角θ2に予め設定した一定の値を用いる。さらに、同図に示す距離Ｌ1、直接光Ｂ0の回転対称軸３ｒに対する傾き角度（射出角）θ1、及び光源１から入射点Ｘ1までの距離Ｌ（θ1）のそれぞれの値を適宜選択し、上述の（１）式に代入した次の（１）’式を満足する一組の距離Ｌ1、傾き角度θ1、及び距離Ｌ（θ1）の値を算出し求める。
【００２９】
Ｌ（θ1）＝Ｌ1・exp（θ1・tanθ2）－－－（１）’【００３０】同様に、入射点ｘ1以外の複数の各入射点ｘnについて、入射点ｘ1で求めた距離Ｌ1を用い、かつ（１）式を満足する傾き角度及び光源１からの距離の値を求める。これらの求めた値を用いて、入射面３ａの形状を決定する。その後、決定された入射面３ａの形状及び前記導光部３内の屈折率に基づいて、照射面３ｂの形状を決定する。具体的には、図３に示すように、入射光Ｂ1が照射面３ｂ上の反射点ｘ2’、入射面３ａ上の反射点ｘ3’、及び照射面３ｂ上の反射点ｘ4’で順次全反射されて、それぞれ全反射光Ｂ2、Ｂ3、及びＢ4を生じるように全反射を繰り返す照射面３ｂの形状を、入射面３ａの形状及び導光部３内の屈折率に基づき決定する。尚、このように、入射面３ａと照射面３ｂとの間で全反射を繰り返すよう構成されているので、入射点ｘ1での法線ｄ1の傾き、及び反射点ｘ2’～ｘ4’での法線ｄ2～ｄ4の傾きは互いに異なる値となる。
【００３１】尚、上述の説明では、複数の入射点ｘnでの入射角θ2を一定にした場合について説明したが、直接光の傾き角度θ1が大きくなるにつれて、すなわち導光部３の外縁部分に向かうにつれて、入射角θ2を小さく設定して、入射面３ａの形状を決定する構成でもよい。具体的には、上述の（１）式を下記の（２）式に変形する。
【００３２】
Ｌ（θn）＝Ｌ1・exp｛（θ2・tanθ2）・（θn／θ2）｝－－－（２）
【００３３】そして、上記（２）式の定数項、exp（θ2・tanθ2）の部分を、傾き角度θ1が大きくなるにつれて入射角θ2の値が小さくなる変数に置き換える。そして、（１）式を用いた場合と同様に、複数の入射点ｘnでの（２）式を満足する値を求めることにより、入射面３ａの形状を決定する構成でもよい。このように、上記傾き角度θ1が大きくなるにつれて入射角θ2を小さい値に設定することにより、（１）式を用いたものに比べて導光部３の厚さ及び直径寸法を小さくすることができる。
【００３４】以下、本実施例の照明装置の動作について、図２及び図３を用いて説明する。図２において、本実施例の照明装置では、光源１からの光のうち、反射鏡２によって反射した反射光Ａは、導光部３の入射面３ａと照射面３ｂとでそれぞれ屈折された後、実質的に平行な光として照射目標に伝搬される。一方、図３に示すように、光源１から入射面３ａへの直接光Ｂ0は、その一部が入射点ｘ1で導光部３内へ屈折し入射光Ｂ1として入射する。また、直接光Ｂ0の残りは、入射点ｘ1で反射し反射光Ｃ1として反射鏡２（図２）の内部に向かって放射される。導光部３内へ入射した入射光Ｂ1は照射面３ｂ上の反射点ｘ2’で全反射を起こした後、入射面３ａ、照射面３ｂ、入射面３ａ、及び照射面３ｂ－－－のようにそれぞれ全反射を繰り返しながら全反射光Ｂとして、導光部３の外縁部分から周囲に向かって放射状に伝搬する。つまり、全反射光Ｂは、照射目標から離れた範囲へ向かって伝搬していく。これにより、本実施例の照明装置では、照射目標の範囲の近傍で照射目標の範囲外に伝搬する迷光の発生を抑えることができる。
【００３５】以上のように、本実施例の照明装置では、反射鏡２が光源１からの光を反射した反射光を生じ、光源１と照射目標との間に設けられた導光部３が反射鏡２からの反射光を透過している。さらに、導光部３は、入射した光源１からの直接光を照射目標から離れた範囲に向かって伝搬している。これにより、本実施例の照明装置では、光源１からの直接光による迷光の発生を大幅に抑制することができる。その結果、本実施例の照明装置では、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡２による反射光を効率よく利用することができる。
【００３６】《実施例２》図４は、本発明の実施例２である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、導光部の外縁部分にその導光部内で生じた全反射光を吸収する吸収部を設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図４に示すように、本実施例の照明装置では、全反射光Ｂを吸収する吸収部４が導光部３の外縁部分に設けられている。この吸収部４は、光を吸収する物質、例えば黒色の塗料を導光部３の外縁部分の表面上に塗布することにより構成されている。また、筒状の構成した既知の遮光板を吸収部として、導光部３の外縁部分に装着する構成でもよい。このように構成することにより、本実施例の照明装置では、導光部３内に入射した光源１からの直接光は、実施例１のものと同様に、その導光部３内で全反射を繰り返して全反射光Ｂとなり、外縁部分に導かれる。そして、全反射光Ｂは、当該照明装置の外部に照射されることなく、外縁部分に設けられた吸収部４により吸収される。したがって、本実施例の照明装置では、光源１からの直接光が上述の迷光となることを防止して、照射目標での反射光Ａの照度の低下を防ぐことができる。
【００３７】《実施例３》図５は、本発明の実施例３である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、導光部内で生じた全反射光を照射目標から離れた範囲へ向かって透過し射出する射出口部を導光部の外縁部分に設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図５に示すように、本実施例の照明装置では、導光部５は光源１を通る回転対称軸５ｒに回転対称な形状に形成されている。導光部５の外縁部分には、その導光部５内で生じた全反射光Ｂを透過し透過し光源１の照射目標から離れた範囲へ向かって射出するための射出口部５ｃが設けられている。このように構成することにより、本実施例の照明装置では、導光部５内に入射した光源１からの直接光は、実施例１のものと同様に、その導光部５内の入射面５ａと照射面５ｂとの間で全反射を繰り返して全反射光Ｂとなり、外縁部分に導かれる。そして、全反射光Ｂは、外縁部分に設けられた射出口部５ｃにより、光源１の照射目標から離れ、支障を生じないところへ向かって射出される。したがって、本実施例の照明装置では、光源１からの直接光が上述の迷光となることを防止して、照射目標での反射光Ａの照度の低下を防ぐことができる。
【００３８】《実施例４》図６は、本発明の実施例４である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、射出口部から射出された全反射光を反射鏡側に向かって反射する反射部を設けた。それ以外の各部は、実施例３のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図６に示すように、本実施例の照明装置には、反射部６が射出口部５ｃの周りに設けられている。この反射部６は、射出口部５ｃから射出された全反射光Ｂを反射鏡２の外側表面の方に向かって反射する。このように構成することにより、本実施例の照明装置では、導光部５内に入射した光源１からの直接光は、実施例１のものと同様に、その導光部５内の入射面５ａと照射面５ｂとの間で全反射を繰り返して全反射光Ｂとなり、外縁部分に導かれる。そして、全反射光Ｂは、外縁部分に設けられた射出口部５ｃにより、当該照明装置の外側に射出された後反射部６によって反射鏡２の外側表面の支障を生じないところの方に向かって反射される。したがって、本実施例の照明装置では、光源１からの直接光が上述の迷光となることを防止して、照射目標での反射光Ａの照度の低下を防ぐことができる。
【００３９】《実施例５》図７は、本発明の実施例５である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする導光部の中心部分に光源からの直接光を透過する透過部を設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図７に示すように、本実施例の照明装置では、導光部７は光源１を通る回転対称軸７ｒに回転対称な形状に形成されている。導光部７には、光源１から照射目標の中心に向かって延びる光軸、例えば上記回転対称軸７ｒを中心とする導光部７の中心部分に、光源１からの直接光を透過する透過部７ｃが設けられている。この透過部７ｃの周りの部分には、上述の各実施例のものと同様に、光源１側に入射面７ａが設けられ、照射目標側に照射面７ｂが設けられている。本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものと同様に、入射面７ａと照射面７ｂとの間で全反射光Ｂを生じて照射目標から離れた範囲に向かって伝搬することができる。尚、透過部７ｃの大きさは光源１と導光部７との距離及び導光部７と照射目標との距離に規定されるものであり、その透過部７ｃを通る透過光Ｄ（直接光）が照射目標の範囲内に伝搬される大きさであればよい。
【００４０】以上のように構成することにより、本実施例の照明装置では、入射面７ａ及び照射面７ｂを通過して伝搬される反射光Ａだけでなく、透過部７ｃを通過して伝搬される透過光Ｄを照射目標の範囲内に照射することができる。したがって、本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものに比べて、照射目標の範囲内に伝搬される光の光量を増加することができ、照射目標での照度を向上できる。特に、照明装置から照射目標までの距離が短い場合、光源１からの直接光が上記迷光とならずに照射目標に伝搬されるので、透過部７ｃによる照射目標での照度の向上は有効なものとなる。また、一般的に、照明装置では、光源１を取り付けるための孔部が光源１の照射目標側と反対側で上記光軸を中心とする反射鏡２の部分に設けられて、孔部による照射目標での照度の低下を生じた。一方、本実施例の照明装置では、上記のように、光源１からの直接光を透過する透過部７ｃを設けて透過光Ｄとして伝搬しているので、孔部による照射目標での照度の低下を補うことができる。このように、本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものに比べて、光源１からの直接光を有効に利用することができる。
【００４１】さらに、本実施例の照明装置では、透過部７ｃは光源１からの直接光を照射目標の範囲内に向かって直進し伝搬することができればよく、その入射面と照射面とを実質的に平行に形成することができる。それゆえ、本実施例の照明装置では、導光部７の中心部分の厚みを薄いものとする必要はなく、その中心部分の厚み寸法を確保して導光部７を容易に加工し製造することができる。尚、上述の説明以外に、上記実施例２、３、または４にそれぞれ示した吸収部、射出口部、または反射部を導光部７の外縁部分に設ける構成でもよい。
【００４２】《実施例６》図８は、本発明の実施例６である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする導光部の中心部分に光源からの直接光を集束する集束部を設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図８に示すように、本実施例の照明装置では、導光部８は光源１を通る回転対称軸８ｒに回転対称な形状に形成されている。導光部８には、光源１から照射目標の中心に向かって延びる光軸、例えば上記回転対称軸８ｒを中心とする導光部８の中心部分に、光源１からの直接光を集束する集束部８ｃが設けられている。この集束部８ｃの周りの部分には、上述の各実施例のものと同様に、光源１側に入射面８ａが設けられ、照射目標側に照射面８ｂが設けられている。本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものと同様に、入射面８ａと照射面８ｂとの間で全反射光Ｂを生じて照射目標から離れた範囲に向かって伝搬することができる。尚、集束部８ｃの大きさは光源１と導光部８との距離に規定されるものであり、その集束部８ｃを通る集束光Ｅ（直接光）が照射目標の範囲内に伝搬される大きさであればよい。
【００４３】以上のように構成することにより、本実施例の照明装置では、入射面８ａ及び照射面８ｂを通過して伝搬される反射光Ａだけでなく、集束部８ｃを通過して伝搬される集束光Ｅを照射目標の範囲内に照射することができる。したがって、本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものに比べて、照射目標の範囲内に伝搬される光の光量を増加することができ、照射目標での照度を向上できる。さらに、本実施例の照明装置では、集束部８ｃによって直接光を集束し照射目標の範囲内に伝搬しているので、上述の各実施例のものに比べて光源１からの直接光の利用効率を向上することができる。また、本実施例の照明装置では、上記実施例６のものと同様に、導光部８の中心部分の厚みを薄いものとする必要はなく、その中心部分の厚み寸法を確保して導光部を容易に加工し製造することができる。尚、上述の説明以外に、上記実施例２、３、または４にそれぞれ示した吸収部、射出口部、または反射部を導光部８の外縁部分に設ける構成でもよい。
【００４４】《実施例７》図９は、本発明の実施例７である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする導光部の中心部分に光源からの直接光を遮光する遮光部を設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図９に示すように、本実施例の照明装置では、導光部９は光源１を通る回転対称軸９ｒに回転対称な形状に形成されている。導光部９には、光源１から照射目標の中心に向かって延びる光軸、例えば上記回転対称軸９ｒを中心とする導光部９の中心部分に、光源１からの直接光を遮光する遮光部９ｃが設けられている。この遮光部９ｃの周りの部分には、上述の各実施例のものと同様に、光源１側に入射面９ａが設けられ、照射目標側に照射面９ｂが設けられている。本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものと同様に、入射面９ａと照射面９ｂとの間で全反射光Ｂを生じて照射目標から離れた範囲に向かって伝搬することができる。このように構成することにより、本実施例の照明装置では、迷光の発生を抑制するという効果に加えて、上記実施例６のものと同様に、導光部９の中心部分の厚みを薄いものとする必要はなく、その中心部分の厚み寸法を確保して導光部を容易に加工し製造することができる。尚、上述の説明以外に、上記実施例２、３、または４にそれぞれ示した吸収部、射出口部、または反射部を導光部９の外縁部分に設ける構成でもよい。
【００４５】《実施例８》図１０は、本発明の実施例８である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、光源から照射目標の中心に向かって延びる光軸を中心とする導光部の中心部分に光源からの直接光を反射する反射部分を設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図１０に示すように、本実施例の照明装置では、導光部１０は光源１を通る回転対称軸１０ｒに回転対称な形状に形成されている。導光部１０には、光源１から照射目標の中心に向かって延びる光軸、例えば上記回転対称軸１０ｒを中心とする導光部１０の中心部分に、光源１からの直接光を光源側の表面上で反射して光源１に向かって伝搬する反射部分１０ｃが設けられている。この反射部分１０ｃの周りの部分には、上述の各実施例のものと同様に、光源１側に入射面１０ａが設けられ、照射目標側に照射面１０ｂが設けられている。本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものと同様に、入射面１０ａと照射面１０ｂとの間で全反射光Ｂを生じて照射目標から離れた範囲に向かって伝搬することができる。
【００４６】以上のように構成することにより、本実施例の照明装置では、迷光の発生を抑制するという効果に加えて、上記実施例６のものと同様に、導光部１０の中心部分の厚みを薄いものとする必要はなく、その中心部分の厚み寸法を確保して導光部を容易に加工し製造することができる。さらに、本実施例の照明装置では、反射部分１０ｃの光源側の表面上で反射された直接光を光源１に向かって伝搬しているので、光源１を構成するランプの周囲温度を上げて一定な温度とすることができる。その結果、本実施例の照明装置では、ランプの点灯動作が安定した状態となり、当該照明装置の発光特性もまた安定なものとすることができる。特に、上述の反射部分１０ｃは、ランプ発光部の周囲温度を高温で一定な温度とすることによってその発光効率が向上するＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）などのランプを光源１とした照明装置に顕著な効果を与えることができる。尚、図１１に示すように、上記実施例５に示した透過部の照射目標側の表面上に、直接光を光源側に向かって反射する反射部分７ｄを設ける構成でもよい。また、上述の説明以外に、上記実施例２、３、または４にそれぞれ示した吸収部、射出口部、または反射部を導光部１０の外縁部分に設ける構成でもよい。
【００４７】《実施例９》図１２は、本発明の実施例９である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、導光部で反射鏡の内側に向かって反射した光を吸収する吸収部材を反射鏡と導光部との間に設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図１２に示すように、本実施例の照明装置では、筒状の吸収部材１１が反射鏡２の開口端部と導光部３の入射面３ａとの間に設けられている。この吸収部材１１は、入射面３ａで反射した反射光Ｃを吸収する。このように構成することにより、本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものと同様に、迷光の発生を抑制することができる。尚、上述の説明以外に、上記実施例２、３、または４にそれぞれ示した吸収部、射出口部、または反射部を導光部３の外縁部分に設ける構成でもよい。また、上記実施例５、６、７、または８にそれぞれ示した透過部、集束部、遮光部、または反射部分を導光部３の中心部分に設ける構成でもよい。
【００４８】《実施例１０》図１３は、本発明の実施例１０である照明装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この実施例では、照明装置の構成において、導光部で反射鏡の内側に向かって反射した光を透過する透過部材を反射鏡と導光部との間に設けた。それ以外の各部は、実施例１のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図１３に示すように、本実施例の照明装置では、筒状の透過部材１２が反射鏡２の開口端部と導光部３の入射面３ａとの間に設けられている。この透過部材１２は、入射面３ａで反射した反射光Ｃを透過して照射目標から離れた範囲に放射する。このように構成することにより、本実施例の照明装置では、上述の各実施例のものと同様に、迷光の発生を抑制することができる。尚、上述の説明以外に、上記実施例２、３、または４にそれぞれ示した吸収部、射出口部、または反射部を導光部３の外縁部分に設ける構成でもよい。また、上記実施例５、６、７、または８にそれぞれ示した透過部、集束部、遮光部、または反射部分を導光部３の中心部分に設ける構成でもよい。
【００４９】尚、上述の各実施例の説明では、反射鏡の内部空間を密閉するように、反射鏡の開口端部に導光部を固定する構成について説明したが、実施例はこれに限定されるものではなく、光源と照射目標とに間に導光部を配置する構成であればよい。また、導光部の形状は、回転対称軸を中心とする回転対称な形状に限定されるものではなく、少なくとも光源を覆う導光部の部分の形状が上述の回転対称な形状であればよい。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明装置では、導光部が光源と照射目標との間に設けられて、その導光部は上記光源からの光を反射した反射鏡からの反射光を透過している。さらに、導光部は入射した光源からの直接光を照射目標から離れた範囲に向かって伝搬している。これにより、本発明の照明装置では、光源からの直接光が照射目標の近傍でその照射目標の範囲外に伝搬される迷光となることを防いで、迷光の発生による照射目標での反射光の照度の低下を防止することができる。その結果、本発明の照明装置では、当該照明装置を大型化することなく、かつ照射目標での照度の低下を生じることなく、迷光の遮光効率を向上して、反射鏡による反射光を効率よく利用することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】	平成１１年１１月８日（１９９９．１１．８）
【代理人】	【識別番号】１０００６２９２６【弁理士】【氏名又は名称】東島隆治
【公開番号】	特開２００１－１３５１１３（Ｐ２００１－１３５１１３Ａ）
【公開日】	平成１３年５月１８日（２００１．５．１８）
【出願番号】	特願平１１－３１６５５４