光源像の出来方の基本的考え方

ここではミラー面を多数の平面微小ミラーに分割して設計する。分割数が500程度であれば連続面のミラーと光学性能は大差ないし、数千以上になれば、ほぼ完全に同じ。最近のコンピュータなら数万以上にしてもほとんど瞬時に計算できる。

分割数が200程度だと、ほどよくボヤケる効果があるので、特に照明用ミラーなどでは分割数の比較的少ない多面構成のミラー(マルチミラー)がよく使われる。またこの設計方式で設計しておいて、実際の製作では作りやすい旋盤加工による回転多面体ミラーも加熱用には多用している(少量でも低コストで製作が容易なため)
光源像の出来方の基本的考え方
〔図-1〕光源像の出来方の基本的考え方

※設計の基本思想

上の〔図-1〕のようにミラーの一点をとって、それを微小ミラーとして考えると、ピンホールカメラと同じ原理で光源の像がL2/L1で拡大されてスクリーンに投影される事になる。これからスクリーンに投影される光源の面積が求められる。

微小ミラーSによりスクリーン上にできる光源像の径φD:φD=φd×(L2/L1)

厳密には斜めに入射するのでスクリーンに投影される光源像は真円にはならず、また光源像は中心が最も照度が高く、周辺は若干暗くなるが、多少の誤差を許容するならばスクリーン上で直径がφd×(L2/L1)の均一照度円になるとして計算すれば処理が簡単。

本当に厳密な配光分布を求めるのであれば光源像の形,照度分布を厳密に求めれば、厳密な配光を求めることも可能。ただし当社で扱った範囲の用途では、そこまでの必要性は感じなかった。→手間&費用対効果の点で不要と判断。

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