ミラー座標の求め方

ハロゲンランプ

ミラーは用途によって開口径が決まる事が多いが、先ずこれを決定する必要がある。これが決まると光源の位置を決める。通常は開口部からの距離が開口径の半分程度になるようにする。光源位置が深い方が光の利用率も一般的に高くなる。しかしミラー製作が困難になり、その他の不具合いも出てくる。
深いミラーはミラー周辺での微小ミラーの投射倍率が小さくなるので、楕円鏡で一点に集光させる場合には照射スポット径が小さくできる。だだしこれは狭い範囲に沢山の光が集められたわけではなく、中心部のパワー密度ピーク値はほとんど同じ。配光の山状カーブ(浅いミラーでは台形に近い)が崩れて山頂部が小さくなった(富士山形)だけと考えるべき。

開口径と光源位置が決まれば、開口端の一番端のミラーから角度を決めていく。決め方はスクリーン上のターゲットポイントに光源からの光が反射されるように角度を決定し、座標を求める。最初の微小ミラー座標がきまれば、それに連続するように次の微小ミラーの座標を求める。この作業をミラーの奥まで繰り返す。

ターゲットポイントの決め方は、現在のところ試行錯誤によっている。つまり適当と思われる位置にターゲットポイントを設定していき、取り合えずミラー全体の形を設計する。そしてそれがどのような配光分布になるかシミュレーションし、希望通りの配光でなければ微調整を加えていくという方法。この作業もコンピュータで完全自動化することはできるが、因果関係がやや複雑(ある配光を得るミラー形状の解は複数ある)なので簡単ではないのと、そこまでの必要を感じないので行っていない。

NC旋盤を使って前記設計で決定した座標から回転多面体の形でミラーを削りだす。そしてバフ研磨し、研磨材を使って鏡面に仕上げれば配光の評価ができる。

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