JP2005276678A - Lamp device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、懐中電灯、カメラの補助照明、車両用のライトなどに適用可能なランプ装置に係り、特に、均一な照射光が得られるようにしたランプ装置に関するものである。 The present invention relates to a lamp device applicable to a flashlight, auxiliary lighting of a camera, a vehicle light, and the like, and more particularly to a lamp device that can obtain uniform irradiation light.
図5は、従来のランプ装置の構成を示す図である。図5において、1は発光体、2は、発光体1に内蔵されたLED素子(発光素子)よりなる光源、3は、発光体1の先端側に形成されたレンズ特性をもつ半球状の球面、4は、発光体1の底部フランジ、5は、発光体1の底部フランジ4側に配置され、光源2からの光の一部を発光体1の前方方向(正面方向)に反射させる反射鏡(凹面鏡)である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional lamp device. In FIG. 5, 1 is a light emitter, 2 is a light source comprising an LED element (light-emitting element) built in the light emitter 1, and 3 is a hemispherical spherical surface having lens characteristics formed on the tip side of the light emitter 1.
図5に示す構成において、光源2から放射された光9の一部は、光透過性樹脂で成形された発光体1の主体部の先端の球面3を通って、発光体1の前方方向に照射され、また、光源2から放射された光9の一部は、反射鏡5で反射されて、発光体1の前方方向に照射される。
In the configuration shown in FIG. 5, a part of the
このような構成をとるランプ装置では、光源2に印加する電流値や、反射鏡5の曲率を変化させることで、明るさを変化させるようになっているが、基本的には、発光体1のもつ発光量をいかに効率よく、発光体1の前方方向へ照射させるかが、課題となっている。
In the lamp device having such a configuration, the brightness is changed by changing the current value applied to the
なお、上記したように、発光体の後部に反射鏡を配設したランプ装置は、公知である(例えば、特許文献1参照)。
ところで、図5に示したランプ装置では、発光体1の先端の球面3自体の構造によって、前方に照射する光の中心輝度、前方に照射する光の中心側の照射方向(光軸方向)が、ほとんど決定されてしまうため、発光体1の後部に反射鏡5を配置しても、反射鏡5は、発光体1の照射光の一部の照射方向を調整するものでしかなく、そのため、中心側の輝度を大きく可変させることができず、均一な輝度分布の照射光を得ることが、困難であるという問題があった。これは、図5に示した従来のランプ装置の構成では、光源2全体を覆う樹脂成形品で形成された発光体1の主体部の先端に、レンズ特性をもたせており、そのレンズ特性をそのまま利用する構成であったためである。
Incidentally, in the lamp device shown in FIG. 5, due to the structure of the spherical surface 3 itself at the tip of the light emitter 1, the central luminance of the light irradiated forward and the irradiation direction (optical axis direction) of the central side of the light irradiated forward are set. Therefore, even if the
したがって、光源1から直接前方に照射される光量と、一旦後部の反射鏡5で反射させて前方に照射される光量とに、差があることから、発光体1と被照射面との間の距離が接近している場合には、被照射面の中心輝度が、周辺の輝度よりも極端に上がってしまうという問題があった。図6は、図5に示したランプ装置で接近したパネル10を照射した状態を示しており、2重の光輪11、12が生じている。
Therefore, since there is a difference between the amount of light directly irradiated from the light source 1 and the amount of light that is once reflected by the rear reflecting
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、均一な輝度分布の照射光が得られるランプ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a lamp device capable of obtaining irradiation light having a uniform luminance distribution.
本発明は上記した目的を達成するため、光源を内蔵すると共に、その先端側がレンズ特性をもたせた球面とされた発光体を用いるランプ装置において、光源からの光を発光体の前方方向に反射させる第1の反射鏡と、発光体の先端側に配置され、光源から前記発光体の前方方向に照射された光の少なくとも一部を、第1の反射鏡の方向へ反射させる第2の反射鏡とを、備えた構成をとる。
また、第2の反射鏡の反射面は、発光体の先端の球面よりも緩やかな略弧状面で、且つ、発光体の先端の球面よりも径の大きい非球面、あるいは、第2の反射鏡の反射面は、発光体の先端の球面よりも曲率が大きく、且つ、発光体の先端の球面よりも径の大きい球面として、構成される。
また、第2の反射鏡は、全反射ミラーあるいはハーフミラーとして、構成される。
In order to achieve the above-described object, the present invention reflects a light from a light source in a forward direction of the light emitter in a lamp device using a light emitter with a built-in light source and a spherical surface having a lens characteristic at the tip side. A first reflecting mirror and a second reflecting mirror that is disposed on the front end side of the light emitter and reflects at least part of the light emitted from the light source in the forward direction of the light emitter toward the first reflector. And the structure provided.
The reflecting surface of the second reflecting mirror is a substantially arcuate surface that is gentler than the spherical surface at the tip of the light emitter, and an aspherical surface having a larger diameter than the spherical surface at the tip of the light emitter, or the second reflecting mirror. The reflecting surface is configured as a spherical surface having a larger curvature than the spherical surface at the tip of the light emitter and a larger diameter than the spherical surface at the tip of the light emitter.
The second reflecting mirror is configured as a total reflection mirror or a half mirror.
本発明によれば、光源から発光体の前方方向に照射された光の少なくとも一部を、第2の反射鏡によって第1の反射鏡の方向へ反射させ、これを第1の反射鏡により反射させて前方に照射するので、これにより、発光体単体がもつ照射面積よりも、はるかに広い照射面からの照射が可能となる。特に、第2の反射鏡を全反射ミラーとした場合には、発光体から直接前方に照射される光を全て、第2の反射鏡によって第1の反射鏡の方向へ反射させることができるので、極端に言えば、点照射から面照射にできることで、接近した被照射面に対して、均一な輝度分布の照射を行うことができる。
さらに、第2の反射鏡の反射面を、発光体の先端の球面よりも緩やかな略弧状面で、且つ、発光体の先端の球面よりも径の大きい非球面、あるいは、第2の反射鏡の反射面を、発光体の先端の球面よりも曲率が大きく、且つ、発光体の先端の球面よりも径の大きい球面とした場合には、発光体から直接前方に照射される光を、発光体の先端の球面よりも開口が大きく、且つ、緩やかな非球面または曲率の大きい球面をもつ第2の反射鏡により、第1の反射鏡の広い範囲に分散させて入射させることができるので、接近した被照射面に対して、より一層、均一な輝度分布の照射を行うことができる。
さらに、第2の反射鏡をハーフミラーとした場合には、ハーフミラーを透過する光を前方に照射できるので、このハーフミラーを透過する光量や照射範囲によって、輝度分布の調整が可能となり、照射光の光学設計の自由度が高まる。
According to the present invention, at least part of the light emitted from the light source in the forward direction of the light emitter is reflected by the second reflecting mirror toward the first reflecting mirror, and this is reflected by the first reflecting mirror. Therefore, irradiation from a far wider irradiation surface is possible than the irradiation area of the single light emitter. In particular, when the second reflecting mirror is a total reflection mirror, all the light directly irradiated forward from the light emitter can be reflected in the direction of the first reflecting mirror by the second reflecting mirror. Extremely speaking, by being able to change from point irradiation to surface irradiation, it is possible to irradiate a surface to be irradiated with a uniform luminance distribution.
Furthermore, the reflecting surface of the second reflecting mirror is an aspherical surface having a substantially arcuate surface that is gentler than the spherical surface at the tip of the light emitter and a diameter larger than the spherical surface at the tip of the light emitter, or the second reflecting mirror. If the reflecting surface is a spherical surface having a larger curvature than the spherical surface at the tip of the light emitter and a larger diameter than the spherical surface at the tip of the light emitter, light emitted directly from the light emitter is emitted. Since the second reflecting mirror having a larger aspherical surface than the spherical surface at the tip of the body and having a gentle aspherical surface or a spherical surface with a large curvature can be dispersed and incident on a wide range of the first reflecting mirror. Irradiation with a more uniform luminance distribution can be performed on the surface to be irradiated that is close.
Furthermore, when the second reflecting mirror is a half mirror, the light transmitted through the half mirror can be irradiated forward, so that the luminance distribution can be adjusted according to the amount of light transmitted through the half mirror and the irradiation range. The degree of freedom in optical design is increased.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るライト装置の構成を示す図である。図1において、1は発光体、2は、発光体1に内蔵されたLED素子(発光素子)よりなる光源、3は、発光体1の先端側に形成されたレンズ特性をもつ半球状の球面、4は、発光体1の底部フランジ、5は、発光体1の底部フランジ4側に配置され、光源2からの光9および後記反射鏡6から入射した光9を、発光体1の前方方向(正面方向)に反射させる、凹面鏡からなる反射鏡(第1の反射鏡)、6は、発光体1の先端側に配置され、光源2から発光体1の前方方向に照射された光を第1の反射鏡の方向へ反射させる、凹面鏡からなる反射鏡(第2の反射鏡)、10は、発光体1の前方に接近して位置する被照射面であるパネルである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a light device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a light emitter, 2 is a light source composed of an LED element (light emitting element) built in the light emitter 1, and 3 is a hemispherical spherical surface having lens characteristics formed on the tip side of the light emitter 1.
本第1実施形態では、図2に示すように、第2の反射鏡6の反射面は、発光体1の球面3と同一径(同一開口)で、且つ、発光体1の球面3と同一の曲率をもつ、全反射ミラーとして形成されており、発光体1の球面3を覆う側である反射面には、反射膜をコーティングしてある。なお、第2の反射鏡6の両面に反射膜をコーティングしても差し支えない。なおまた、第2の反射鏡6は、半透過型のハーフミラーとしてもよく、この場合には、ハーフミラーとなるコーティング処理を施し、透過率と反射率との比率を所望のものに設定する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the reflecting surface of the second reflecting
図1に示す構成において、発光体1の光源2から放射された光のうち、発光体1から直接前方に放射された光9は、第2の反射鏡6によって反射されて第1の反射鏡5に入射された後、第1の反射鏡5によって反射されて、発光体1の前方方向に照射される。また、光源2から側方に放射された光9は、第1の反射鏡5で反射されて、発光体1の前方方向に照射される。
In the configuration shown in FIG. 1, among the light emitted from the
このような構成をとる本第1実施形態では、発光体1から直接前方に照射される光を全て、第2の反射鏡6によって第1の反射鏡5の方向へ反射させることができるので、極端に言えば、点照射から面照射にすることができ、接近した被照射面に対して、均一な輝度分布の照射を行うことができる。図3は、図1に示した本第1実施形態のランプ装置で、接近したパネル10を照射した状態を示しており、従来のように2重の光輪は生じず、均等な輝度分布での光輪11が1つだけ現れている。
In the first embodiment having such a configuration, all the light directly irradiated forward from the light emitter 1 can be reflected by the second reflecting
図4は、本発明の第1実施形態に係るライト装置で用いる第2の反射鏡6’を示しており、図4において、図1、図2と同一の構成要素には同一符号を付してある。本第2実施形態の第2の反射鏡6’が、前記第1実施形態の第2の反射鏡6と相違するのは、本第2実施形態の第2の反射鏡6’の反射面を、発光体1の先端の球面3よりも緩やかな略弧状面で、且つ、発光体1の先端の球面3よりも径の大きい(開口Hの)非球面として、あるいは、第2の反射鏡6’の反射面を、発光体1の先端の球面3よりも曲率が大きく、且つ、発光体の先端の球面3よりも径の大きい(開口Hの)球面として、形成した点にある。ここでは、第2の反射鏡6’における発光体1の球面3を覆う側である反射面には、反射膜をコーティングして、第2の反射鏡6’を全反射ミラーとして構成してある。なお、第2の反射鏡6’の両面に反射膜をコーティングしても差し支えない。なおまた、第2の反射鏡6’は、半透過型のハーフミラーとしてもよく、この場合には、ハーフミラーとなるコーティング処理を施し、透過率と反射率との比率を所望のものに設定する。
FIG. 4 shows a second reflecting
このような構成の第2の反射鏡6’を用いると、発光体1から直接前方に照射される光を、発光体1の先端の球面3よりも開口が大きく、且つ、緩やかな非球面または曲率の大きい球面をもつ第2の反射鏡6’により、第1の反射鏡5の広い範囲に分散させて入射させることができるので、接近した被照射面に対して、より一層、均一な輝度分布の照射を行うことができる。
When the second reflecting
なお、第1、第2実施形態において、第2の反射鏡6、6’をハーフミラーとした場合にも、均一な輝度分布の照射を行うことが可能で、この場合には、ハーフミラーを透過する光量や照射範囲によって、輝度分布の調整が可能となり、照射光の光学設計の自由度が高まる。
In the first and second embodiments, even when the second reflecting
なおまた、第2の反射鏡6、6’は、発光体1の先端の球面3に光透過性の接着剤などによって取り付けても、あるいは、照射光を遮らない他の適宜の手段で、筐体などに取り付けてよい。
The second reflecting
1 発光体
2 光源
3 レンズ特性をもつ半球状の球面
4 底部フランジ
5 反射鏡(第1の反射鏡)
6 反射鏡(第2の反射鏡)
9 光
10 パネル
11、12 光輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting
6 reflector (second reflector)
9 light 10
Claims (5)
前記光源からの光を前記発光体の前方方向に反射させる第1の反射鏡と、
前記発光体の先端側に配置され、前記光源から前記発光体の前方方向に照射された光の少なくとも一部を、前記第1の反射鏡の方向へ反射させる第2の反射鏡とを、
備えたことを特徴とするランプ装置。 A lamp device that uses a light-emitting body that incorporates a light source and has a spherical surface with lens characteristics at the tip side,
A first reflecting mirror that reflects light from the light source in a forward direction of the light emitter;
A second reflecting mirror that is disposed on the tip side of the luminous body and reflects at least a part of the light emitted from the light source in the forward direction of the luminous body in the direction of the first reflecting mirror;
A lamp device characterized by comprising.
前記第2の反射鏡の反射面は、前記発光体の先端の球面よりも緩やかな略弧状面で、且つ、前記発光体の先端の球面よりも径の大きい非球面であることを特徴とするランプ装置。 The lamp device according to claim 1, wherein
The reflecting surface of the second reflecting mirror is a substantially arcuate surface that is gentler than the spherical surface at the tip of the light emitter, and an aspherical surface having a larger diameter than the spherical surface at the tip of the light emitter. Lamp device.
前記第2の反射鏡の反射面は、前記発光体の先端の球面よりも曲率が大きく、且つ、前記発光体の先端の球面よりも径の大きい球面であることを特徴とするランプ装置。 The lamp device according to claim 1, wherein
The lamp device according to claim 1, wherein the reflecting surface of the second reflecting mirror is a spherical surface having a larger curvature than the spherical surface at the tip of the light emitter and a larger diameter than the spherical surface at the tip of the light emitter.
前記第2の反射鏡は全反射ミラーであることを特徴とするランプ装置。 The lamp device according to any one of claims 1 to 3,
The lamp device, wherein the second reflecting mirror is a total reflection mirror.
前記第2の反射鏡はハーフミラーであることを特徴とするランプ装置。 The lamp device according to any one of claims 1 to 3,
The lamp device, wherein the second reflecting mirror is a half mirror.
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