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【発明の名称】 照明装置
【発明者】 【氏名】奥田 滋

【氏名】関井 広行
【要約】 【課題】ランプに再入射する光の量を減らすことができ、構成パーツの温度上昇を抑えることができる照明装置を提供する。

【解決手段】第１焦点および第２焦点を有する回転楕円反射機能の反射板１と、第１焦点に配置されて光を反射板１に入射するランプ３と、第２焦点に配置されて反射板１の反射光を受光する光ファイバ４とを備えた照明装置において、反射板１は同じ位置に第１焦点、第２焦点および共通の回転軸を持ちかつ、回転軸から離れたものほど長径が大きい回転楕円反射板の一部分からなる複数の反射片を組み合わせた多段反射板である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１焦点および第２焦点を有する回転楕円反射機能の反射板と、前記第１焦点に配置されて光を前記反射板に入射する光源と、前記第２焦点に配置されて前記反射板の反射光を受光する光ファイバとを備えた照明装置において、前記反射板は同じ位置に前記第１焦点、前記第２焦点および共通の回転軸を持ちかつ、前記回転軸から離れたものほど長径が大きい回転楕円反射板の一部分からなる複数の反射片を組み合わせた多段反射板であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】 前記複数の反射片は前記光源からの視点で前記反射片同士が一部重なるように組み合わされている請求項１記載の照明装置。
【請求項３】 前記反射片同士を連結する連結部に通気孔を形成した請求項２記載の照明装置。
【請求項４】 前記多段反射板の一対が前記光源を間にして相対向し、前記多段反射板の近傍に前記光ファイバをそれぞれ配置し、各多段反射板の前記第１焦点を前記光源の位置とし、前記第２焦点をそれぞれ対向する前記多段反射板の近傍の前記光ファイバの入射部とした請求項１記載の照明装置。
【請求項５】 前記多段反射板は、前記一対の多段反射板間において、前記ランプ付近が一番狭くなるような構造である請求項４記載の照明装置。
【請求項６】 断面における楕円曲線の２つの焦点を結ぶ軸を回転軸として、前記多段反射板を形成する回転楕円体面を、反射鏡として用いた請求項１記載の照明装置。
【請求項７】 前記反射片の隣接するもの同士を連結する連結部は、前記多段反射板の前記回転軸を通る一縦断面に垂直で前記光源の中心を通る線を含む平面上の面であり、各連結部は放熱孔を有する請求項１記載の照明装置。
【請求項８】 前記反射片の隣接するもの同士を連結する連結部は、一方の反射片との第１の交線と他方の反射片の第２の交線とを境界にもち、その間に放熱孔を有するものであり、前記第１の交線は前記多段反射板の前記回転軸を通る一縦断面に垂直な平面と前記一方の反射片との交線であり、前記第２の交線は前記光源の中心を通り前記第１の交線に交差する直線状の母線が前記光源の中心を中心として前記第１の交線に沿って移動することにより前記母線によって形成される曲面と前記他方の反射片との交線である請求項１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】この発明は、照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２１に示す従来の光ファイバ用の照明装置においては、ランプ１００から発する光１０１を光ファイバ１０２の端部１０２ａに集光するために、回転楕円反射板１０３を使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この回転楕円反射板１０３を用いた光ファイバ照明装置の問題点として、ランプ１００が物理的な大きさを持つために、反射板１０３で反射した光１０１ａがランプ１００に再入射する光の割合が多くなることが挙げられる。
【０００４】そのため、以下のような問題点が生まれてくる。
【０００５】（１）ランプ１００に再入射した光は、光ファイバ１０２の端部に届かないので集光効率が低下する。
【０００６】（２）再入射した光のために、ランプ１００の温度上昇が生ずる。そのためランプ発光効率が低下する。またランプ寿命が短くなる。
【０００７】また、光ファイバ１０２の手前に装着したＩＲカットフィルタ１０４に入射する光のエネルギー密度が大きくなりすぎ、ＩＲカットフィルタ１０４の温度が大きくなってしまう。その結果、ＩＲカットフィルタ１０４が破損する可能性が大きくなる。
【０００８】したがって、この発明の目的は、ランプに再入射する光の量を減らすことができ、構成パーツの温度上昇を抑えることができる照明装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の照明装置は、第１焦点および第２焦点を有する回転楕円反射機能の反射板と、前記第１焦点に配置されて光を前記反射板に入射する光源と、前記第２焦点に配置されて前記反射板の反射光を受光する光ファイバとを備えた照明装置において、前記反射板は同じ位置に前記第１焦点、前記第２焦点および共通の回転軸を持ちかつ、前記回転軸から離れたものほど長径が大きい回転楕円反射板の一部分からなる複数の反射片を組み合わせた多段反射板であることを特徴とするものである。
【００１０】請求項１記載の照明装置によれば、光源ヘ再入射する光の量を小さくすることによって光ファイバ４ヘ到達する光の量の減少を抑えることができる。光源に再入射する光の量を抑えることによって光源の温度上昇及びそれによる発光効率の低下を抑えることができる。構成パーツとして例えばフィルタを設けた場合、光が集中しすぎるのを抑えることができ、フィルタの温度上昇による破損を防ぐ事ができる。
【００１１】請求項２記載の照明装置は、請求項１において、前記複数の反射片が前記光源からの視点で前記反射片同士が一部重なるように組み合わされているものである。
【００１２】請求項２記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、光をファイバ端部に導く事のできない多段反射板のつなぎめ部分に光が当たることによる効率の低下をなくすことができる。
【００１３】請求項３記載の照明装置は、請求項２において、前記反射片同士を連結する連結部に通気孔を形成したものである。
【００１４】請求項３記載の照明装置によれば、請求項２と同様な効果のほか、器具本体内の熱の逃げ道を作ることで、光源装置全体の温度上昇を抑えることができる。
【００１５】請求項４記載の照明装置は、請求項１において、前記多段反射板の一対が前記光源を間にして相対向し、前記多段反射板の近傍に前記光ファイバをそれぞれ配置し、各多段反射板の前記第１焦点を前記光源の位置とし、前記第２焦点をそれぞれ対向する前記多段反射板の近傍の前記光ファイバの入射部としたものである。
【００１６】請求項４記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、一対の反射板および光ファイバに光源を共用でき、しかも従来と比べて大型化しない。
【００１７】請求項５記載の照明装置は、請求項４において、前記多段反射板が、前記一対の多段反射板間において、前記ランプ付近が一番狭くなるような構造である。
【００１８】請求項５記載の照明装置によれば、請求項４と同様な効果のほか、光源付近で最も空気の流れが速くなり、より一層光源の温度を下げることができる。
【００１９】請求項６記載の照明装置は、請求項１において、断面における楕円曲線の２つの焦点を結ぶ軸を回転軸として、前記多段反射板を形成する回転楕円体面を、反射鏡として用いたものである。
【００２０】請求項６記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、大きさのある光源の例えばバルブを回避する効果を、より大きく得ることができる。
【００２１】請求項７記載の照明装置は、請求項１において、前記反射片の隣接するもの同士を連結する連結部が、前記多段反射板の前記回転軸を通る一縦断面に垂直で前記光源の中心を通る線を含む面上の面であり、各連結部は放熱孔を有するものである。
【００２２】請求項７記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、楕円曲面を繋ぐ連結部の面に設ける放熱孔を対流の起こる上下方向に対して、大きく取ることができるため、光源や反射板内部の放熱を増加することができ、温度を下げて、ランプ等の部品の長寿命化、および信頼性の向上を図ることができる。
【００２３】請求項８記載の照明装置は、請求項１において、前記反射片の隣接するもの同士を連結する連結部は、一方の反射片との第１の交線と他方の反射片の第２の交線とを境界にもち、その間に放熱孔を有するものであり、前記第１の交線は前記多段反射板の前記回転軸を通る一縦断面に垂直な平面と前記一方の反射片との交線であり、前記第２の交線は前記光源の中心を通り前記第１の交線に交差する直線状の母線が前記光源の中心を中心として前記第１の交線に沿って移動することにより前記母線によって形成される曲面と前記他方の反射片との交線であるものである。
【００２４】請求項８記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、連結部に設ける放熱孔を対流の起こる上下方向に対して、大きく取ることができるため、光源となるランプや反射板の内部の放熱を増加することができ、温度を下げて、ランプ等の部品の長寿命化および信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）この発明の請求項１に対応する第１の実施の形態を図１から図３に示す。１は反射板、２は連結部、３は光源となるランプ、４は光ファイバ、５はフィルタ例えばＩＲカットフィルタ、６は反射板１およびランプ３を収納する器具本体、７は光ファイバ４を器具本体６に挿通する部分を保持するガイドである。
【００２６】この光ファイバ照明装置が、従来例と異なるのは反射板１の部分であり、形状は全体として略平板状の多段反射板となっている。この反射板１は大きさの異なる回転楕円反射板の一部分（以下、反射片１ａ〜１ｃとする）の組み合わせで構成されており、個々の反射片１ａ〜１ｃは同じ位置すなわちランプ設置位置に第１焦点をもち、ファイバ端設置位置に第２焦点をもち、かつ同じ回転軸（光軸）をもつ。また各反射片１ａ〜１ｃは多段反射板の光軸から離れた位置に設置しているものほど、各反射片１ａ〜１ｃの元の回転楕円反射板の長径、及び短径が大きくなっている。また反射片１ａ〜１ｃの間には段差があるため、図に示すようにつなぎめとなる連結部２（２ａ、２ｂ）を施している。ランプ３を点光源とみなしたとき、光は連結部２ａ、２ｂには光が当たらないようになっている。
【００２７】ランプ３から発した光のうち反射板１に入射するものは各反射片１ａ〜１ｃを反射して、ＩＲカットフィルタ５を透過して第２焦点である光ファイバ端部４ａに入射する。
【００２８】図１に示すように、光ファイバ４の光ファイバ端部４ａは反射片１ａの中央部に裏面側から貫通してランプ３に対向している。したがって、各多段反射板の第２焦点は、対向側に配置された多段反射板の中央部に設けられた光ファイバ４となる。またこのような略平板状の多段反射板が一対相対向し、これらの反射板１が器具本体６に収納されている。
【００２９】図２に示すようにランプ３から発した光のうち光線Ａに着目すると、従来の回転楕円反射板で反射された光（破線）ａ１は、反射片１ａの延長上の反射面を反射するため、ランプ３のバルブに再入射してしまうのに対して、多段反射板で反射された光（実線）ａ２は、後方に段差分ずれた反射片１ｂを反射するため、ランプ３のバルブを回避してファイバ端部４ａに到達することがわかる。また光線Ｂに着目すると、従来の反射板で反射された光ｂ１（反射片１ａの延長上の反射面で反射）と多段反射板で反射された光ｂ２（反射片１ｃで反射）とではＩＲカットフイルタ５を通遇する位置は多段反射板で反射された光ｂ２のほうが回転軸からより外側を通過している事がわかる。よって多段反射板のほうがＩＲカットフィルタ５において光が集中しすぎないことになる。
【００３０】第１の実施の形態によれば、ランプ３ヘ再入射する光の量を小さくすることによって光ファイバ４ヘ到達する光の量の減少を抑えることができる。ランプ３ヘの再入射する光の量を抑えることによってランプ３の温度上昇及びそれによる発光効率の低下を抑えることができる。またＩＲカットフィルタ５を設けた場合、光が集中しすぎるのを抑えることができ、フィルタ５の温度上昇による破損を防ぐ事ができる。
【００３１】なお、実施の形態ではランプ３に対して、一対の反射板１を両側に配置しているが、反射板１が１枚でもよく、また後述のようにランプ３の周囲により多くの反射板を配置し、それぞれに光ファイバを設けてもよい。
【００３２】（実施の形態２）この発明の請求項２に対応する第２の実施の形態を図４および図５に示す。すなわち、第１の実施の形態において、実際のランプ３は点光源ではなく、ランプ発光部はある程度の大きさを持つ。そのためランプ３から発した光のうち、光をファイバ端部４ａに導くことができる部分に到達せずに、多段反射板の連結部２ａ、２ｂに当たってしまうものもある。これを回避するため図５に示すように内側の反射片に対して外側の反射片、例えば反射片１ａに対する反射片１ｂ、反射片１ｂに対する反射片１ｃをそれぞれ内側の反射片の裏側に延出して各連結部７を内側の反射片の裏側に位置している。
【００３３】このように外側の反射片を内側の反射片の裏側に延長することによって、ランプ３からの視点で反射片同士が一部重なるように組み合わせ、第１の実施の形態では図５（ａ）に示すように光ファイバ４ａに到達せず利用できなかった光も、図５（ｂ）に示すように光ファイバ端部４ａに到達し、有効利用できるようになる。
【００３４】第２の実施の形態によれば、光をファイバ端部４ａに導く事のできない多段反射板のつなぎめ部分に光が当たることによる効率の低下をなくすことができる。
【００３５】（実施の形態３）この発明の請求項３に対応する第３の実施の形態を図６に示す。すなわち、第１の実施の形態において、光を第２焦点付近に導くのに寄与しない多段反射板の連結部２ａ、２ｂに通気孔９を設けることによって、ランプ光熱の放熱性を良くしたものである。
【００３６】なお、第２の実施の形態の連結部７に通気孔９を形成してもよい。
【００３７】第３の実施の形態によれば、器具本体６内の熱の逃げ道を作ることで、光源装置全体の温度上昇を抑えることができる。
【００３８】（実施の形態４）この発明の請求項４に対応する第４の実施の形態を図７および図８に示す。この照明装置は、４枚の反射板１すなわち多段反射板を１個のランプ３を取り囲むように輪状に並べ、第１焦点を共通の位置となるランプ３の設置位置、第２焦点をそれぞれ各多段反射板がランプ３を介して対向する多段反射板の中央の反射片１ａのほぼ中央部近傍に裏側から貫通して配置した光ファイバ端部４ａの設置位置になるように配置している。
【００３９】このような構造の場合、反射板１の系の内部は閉鎖された空間ができ、熱がたまりやすくなる。そこで多段反射板の第１の実施の形態と同様な連結部２ａ、２ｂに通気孔９を設ける事によって放熱性を良くする事ができる。また、筒状の上下の開口部の径が従来例よりも大きくなるのでより自然対流の起こりやすい構成になっており、内部の温度を下げるのに効果がある。また本実施の形態では４枚の反射板１を用いて、４本の光ファイバ４を使用できるような構造を示したが、光ファイバ４の本数は１本以上の任意の本数で使用する場合は、同数の対応する反射板１を用意することによって、１個のランプ３より効率良く光を光ファイバ４に入射することができる。
【００４０】なお、連結部２ａ、２ｂに代えて第２の実施の形態と同様な連結部７を用いてもよい。
【００４１】（実施の形態５）この発明の請求項４に対応する第５の実施の形態を図９に示す。第４の実施の形態で説明した構成において、多段反射板の最外反射片１ｃの上部および下部に折返し部１１を設け、器具本体６の内上面および内下面に当接している。このように構成することにより、反射板１の筒状の組体を器具本体６にしっかりと固定する事ができる。この場合、通気孔９に対応して器具本体６に通気孔を形成し、また器具本体６の上下端部にも通気穴１２、１３を形成している。
【００４２】なお、反射片の連結部は上記した第１の実施の形態または第２の実施の形態に適用したものを適用する。
【００４３】（実施の形態６）この発明の請求項５に対応する第６の実施の形態を図１０に示す。第４の実施の形態に示す多段反射板光学系とほぼ同構成の反射片１ａ〜１ｄの組み合わせにおいて、ランプ３の近傍で最も狭くなるような構造、すなわち反射片１ａが最もランプに近く光軸から離れる反射片１ｂ、１ｃ、１ｄほど順次ランプ３から遠ざかるようにしている。したがって、反射片１ａ間の距離Ｌ、反射片１ｄ間の距離Ｌ′とするとＬ′＞Ｌである。光ファイバ４の端部４ａは各反射片１ａの中央部に裏面側から貫通してランプ３に対向している。
【００４４】このような構造にすることによって、ランプ３付近で最も空気の流れＦが速くなり、第４の実施の形態に示した構成よりもさらにランプ３の温度を下げることができる。
【００４５】なお、連結部１２の構成は先の実施の形態に示す構成のいずれかを採用することができる。
【００４６】（実施の形態７）この発明の請求項６に対応する第７の実施の形態を図１１から図１４に示す。第１の実施の形態と同構成の反射板１において、反射鏡の反射板１を形成するにあたり、図１１に示すように楕円曲線の２つの焦点を通る軸を回転軸Ｐとして、その反射曲線を回転させたものを図１２に示し、さらにこれを回転軸方向から見たものを図１３に示す。この反射板１を４枚合わせた外観を図１４に示す。
【００４７】図１１では反射板１を形成する反射片１ａ〜１ｄが連結部２により連結されている。図１４では略筒状に形成された上下両端部に空気孔１５をそれぞれ形成している。
【００４８】本実施の形態では、段を形成している反射面の面積を広く取る事ができるため、第１の実施の形態の反射光がランプ３のバルブを回避する効果を、より大きく得ることができる。また、対流の起こる上下方向に対して、空気孔１５を大きく取ることができるので、ランプ３および反射板１の内面の放熟を増加させることができ、ランプ等の部品の長寿命化、信穎性の向上を図ることができる。
【００４９】（実施の形態８）この発明の請求項７に対応する第８の実施の形態を図１５から図１７に示す。すなわち、第１の実施の形態とほぼ同構成の反射板１において、反射片１ａ〜１ｄの隣接するもの同士を連結する連結部２が、多段反射板の回転軸Ｐを通る一縦断面に垂直で光源の中心（第１焦点）を通る線を含む平面上の面であり、各連結部２は放熱孔９ａを有する。詳述すると、反射板１を形成するにあたり、多段反射板の回転軸Ｐを通る一縦断面すなわち、図１５に示す主断面（例えば図のＸＺ面）に対して垂直であって、回転楕円体曲線を楕円体の焦点の１つであるランプ３の中心を通る、線（図１６のＹ方向）を含む平面Ｎ１〜Ｎ３に連結部２を形成するものである。各反射片１ａ〜１ｄと隣接する連結部２との境界線はほぼ各反射片１ａ〜１ｄとＹ方向の線を含む面Ｎ１〜Ｎ３との交線となる。例えば、反射片１ｃ、１ｄ間の連結部２は、反射片１ｄと平面Ｎ１との交線および反射片１ｃと平面Ｎ１との交線との間に形成される。
【００５０】この実施の形態では、楕円曲面を繋ぐ連結部２の面に設ける放熱孔９ａを対流の起こる上下方向に対して、大きく取ることができるため、ランプ３、反射板１の内部の熱を放熱することができ、温度を下げて、ランプ等の部品の長寿命化、および信頼性の向上を図ることができる。
【００５１】（実施の形態９）この発明の請求項８に対応する第９の実施の形態を図１８から図２０に示す。すなわち、第１の実施の形態において、反射片１ａ〜１ｄの隣接するもの同士を連結する連結部２は、一方の反射片（例えば１ｄ）との第１の交線ａと、他方の反射片（例えば１ｃ）との第２の交線ｂとを境界にもち、その間に放熱孔９ａを有するものである。反射片１ｃと１ｂの間の連結部２、反射片１ｂと１ａの間の連結部２も同様である。第１の交線ａは多段反射板の回転軸Ｐを通る一縦断面（ＸＺ面）に垂直な平面（ＸＹ面に平行）と一方の反射片（例えば１ｄ）との交線であり、第２の交線ｂは光源であるランプ３の中心を通り第１の交線ａに交差する直線状の母線Ｍがランプ３の中心を中心として、第１の交線ａに沿って移動することにより、母線Ｍによって形成される曲面と他方の反射片（例えば１ｃ）との交線である。第２の交線ｂは結果的に第１の交線ａに平行なほぼ直線となる。なお、第１の交線ａ側をＸＹ面に平行な平面と交差したが、第２の交線ｂ側をＸＹ面に平行な平面と交差する構成でもよい。
【００５２】この実施の形態では図１９に示すように楕円曲面を繋ぐ連結部２の表面に設ける放熱孔９ａを対流の起こる上下方向に対して、大きく取ることができるため、ランプ３、反射板１の内部の熱を放熱することができ、温度を下げて、ランプ３等の部品の長寿命化、および信頼性の向上を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】請求項１記載の照明装置によれば、光源ヘ再入射する光の量を小さくすることによって光ファイバ４ヘ到達する光の量の減少を抑えることができる。光源に再入射する光の量を抑えることによって光源の温度上昇及びそれによる発光効率の低下を抑えることができる。構成パーツとして例えばフィルタを設けた場合、光が集中しすぎるのを抑えることができ、フィルタの温度上昇による破損を防ぐ事ができる。
【００５４】請求項２記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、光をファイバ端部に導く事のできない多段反射板のつなぎめ部分に光が当たることによる効率の低下をなくすことができる。
【００５５】請求項３記載の照明装置によれば、請求項２と同様な効果のほか、器具本体内の熱の逃げ道を作ることで、光源装置全体の温度上昇を抑えることができる。
【００５６】請求項４記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、一対の反射板および光ファイバに光源を共用でき、しかも従来と比べて大型化しない。
【００５７】請求項５記載の照明装置によれば、請求項４と同様な効果のほか、光源付近で最も空気の流れが速くなり、より一層光源の温度を下げることができる。
【００５８】請求項６記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、大きさのある光源の例えばバルブを回避する効果を、より大きく得ることができる。
【００５９】請求項７記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、楕円曲面を繋ぐ連結部の面に設ける放熱孔を対流の起こる上下方向に対して、大きく取ることができるため、光源や反射板内部の放熱を増加することができ、温度を下げて、ランプ等の部品の長寿命化、および信頼性の向上を図ることができる。
【００６０】請求項８記載の照明装置によれば、請求項１と同様な効果のほか、連結部に設ける放熱孔を対流の起こる上下方向に対して、大きく取ることができるため、光源となるランプや反射板の内部の放熱を増加することができ、温度を下げて、ランプ等の部品の長寿命化および信頼性の向上を図ることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】 平成１３年３月１４日（２００１．３．１４）
【代理人】 【識別番号】１０００７６１７４
【弁理士】
【氏名又は名称】宮井 暎夫
【公開番号】 特開２００２−２７００１７（Ｐ２００２−２７００１７Ａ）
【公開日】 平成１４年９月２０日（２００２．９．２０）
【出願番号】 特願２００１−７２４５６（Ｐ２００１−７２４５６）