JP2004221042A - Spot illumination device using power led - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工光源として花屋や植物工場等で好適に用いることのできる照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近時、工場内で野菜等の生育にベストな環境を人工的に作り出し、味、栄養価、衛生面などを科学的に管理生産するいわゆる植物工場が各所に開設され、すでに商業ベースでの生産出荷も始まっている。
【0003】
かかる植物工場では、日長、温度、炭酸ガス、養液濃度などをコントロールして最適環境を作っており、特に人工光源としては、蛍光ランプやハロゲンランプの他、近時では特許文献1に示すように、LEDも利用されている。
また花屋等においても植物の育成や植物のディスプレイ等の目的で人工光源を利用しているのは周知の事実である。
【0004】
【特許文献1】
特開2003−59公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来、この種の人工光源は、植物のみならず、通常の照明同様、広く周囲をも照らしており、非常に無駄が多い。もちろんハロゲンランプのように点発光に近い光り方をするものであれば、スポットライトのように植物のみに光を照射することも可能であるが、照射面で熱が発生し、植物育成に好ましくないうえ、ハロゲンランプは発生光量に対する消費電力が大きいという問題点がある。例えば花屋等でハロゲンランプを用いる場合、前記輻射熱の問題から一旦壁に光を照射しその反射光を利用するといった極めて非効率な使われ方がなされているのが実情である。
【0006】
一方、LEDは、エネルギ効率がよく輻射熱の問題も発生しにくいという点では人工光源として好ましいものであるが、LED1個あたりの光量が小さいため、植物育成に十分な光量を得るために多くのLEDを敷き詰めなければならない。そしてその結果、面発光光源にせざるを得ず、スポット的に集光することが難しくなる。もちろんLEDを部分凹球面に敷き詰めるなどの工夫をすれば集光もある程度可能となるが、装置が複雑になる上、植物はその種類や生長度合に応じて大きさが変化するところ、それに合わせた照射面積の調整ができない。
【0007】
そこで本発明は、LED光源の利点を活かしつつ、簡単な構造でスポット的に集光することが可能な、植物育成やディスプレイ等に非常に好ましい照明装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、LED支持体と、そのLED支持体に所定軸方向に発光面を向けて装着した複数のパワーLEDと、各パワーLEDの発光面側にそれぞれ設けた複数のレンズと、それらレンズを一体的に保持するレンズ保持体と、そのレンズ保持体及び前記LED支持体間に介在し、当該レンズ保持体を前記軸を中心として回転可能に支持するとともにその正逆回転動作に伴って前記軸方向に沿って進退させる進退機構と、前記レンズ保持体の回転動作を前記各レンズの光軸が各パワーLEDの光軸と略一致する複数の角度でそれぞれ制止する回転制止機構とを備えたことを特徴とする、パワーLEDを利用したスポット照明装置である。
【0009】
このようなものであれば、レンズ保持体を回転させ、回転制止機構が動作する所定角度で止めるだけで、各レンズの光軸と各パワーLEDの光軸とを略一致させることができるため、それらレンズによる集光機能で、スポット照明が可能になる。また、次の所定角度までレンズ保持体を回転させれば、それらレンズとパワーLEDとの距離が変わるため、レンズによる集光角度が変わり、照射面積を変えることができる。すなわち本発明によれば、エネルギ効率がよく熱の問題も発生しにくいというLED光源の利点を活かしつつ、簡単な構造で照射面積、すなわち指向性をコントロールすることの可能なスポット照明を実現できる。また1つあたりの光量が大きいパワーLEDを用いているため、LEDの数を可及的に減少させることができ、コンパクト化も可能となる。
【0010】
レンズとパワーLEDとの離間距離をより多段階に細かく調整できるようにするには、前記パワーLEDを前記軸を中心とした円周上に等間隔で配置しているものが好ましい。このようなものであれば、隣接するパワーLED間の角度だけ回転させることにより、各レンズの光軸と各パワーLEDの光軸とを略一致させることができるからである。もちろん、パワーLEDを異なる態様で並べても構わないが、その場合には、各レンズの光軸と各パワーLEDの光軸とが略一致する所定角度から次にそれらが一致する所定角度まで、例えば360度レンズ保持体を回転させる必要が生じるため、レンズとパワーLEDとの離間距離の細かい調整が難しくなる。
【0011】
簡単な構造で本発明を実現する具体的実施態様としては、前記進退機構がねじ送り機構を利用したものであり、前記回転制止機構が、前記レンズ保持体またはLED支持体の一方に設けた1又は複数の凹部と、他方に設けられ凹部に前記所定角度で嵌り込む弾性突出部とを備えたものを挙げることができる。
【0012】
照明対象物に対し周囲からの照明をもできるようにするには、前記LED支持体に取り付けられる反射体を更に備えたものであって、その反射体が、パワーLED装着領域に対向して設けられ、それらパワーLEDからでた光を反射して周囲側方に進ませる一次反射面と、前記一次反射面の周囲に設けられ、当該一次反射面で反射した光を照明方向に向かって反射する二次反射面とを備えたものであることが望ましい。
【0013】
より好ましくは、前記反射体を前記LED支持体に対し着脱可能に構成しているものがよい。
【0014】
植物工場では、棚を何段にも重ね、その棚でレタス等の植物を育成する。そのため、植物と光源との距離が非常に接近している。具体的には30cm〜40cm程度しか離間距離をとることができない。このような状況下、植物にまんべんなく、すなわち上方からも周囲からもまんべんなく光を照射するには、前記二次反射面の最大有効径を照射対象物と略同一またはそれよりも大きくなるように設定し、前記二次反射面で反射される光が前記照明対象物に対し上方及び周囲から包み込むように照射されるように構成しているものが好ましい。
【0015】
具体的には、前記二次反射面の最大有効径を、照明対象物の径と同一又は若干大きくなるように設定し、前記二次反射面で反射される光が、その径を略同一又は小さくしながら照明対象物に照射されるように設定しておけばよい。
照明光の全体の色調を調整するためには、前記軸上に配置したパワーLEDの光の色のみを他のパワーLEDのものと異ならせておくことが望ましい。その場合、特にその軸上のパワーLEDから出る光が、照明領域の略全体に亘るようにしておけばより好適である。
【0016】
進退機構としては、前記レンズ保持体を前記各レンズの光軸が各パワーLEDの光軸と略一致する姿勢に保ちつつ前記軸に沿って進退可能に支持するものでもよく、その場合は前記レンズ保持体の進退動作を所望の位置で制止するための進退制止機構を設けておくことが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
以下に本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。
【0018】
図1〜図3は、本実施形態に係るスポット照明装置1の内部構造を示す全体図である。
【0019】
このスポット照明装置1は、LED支持体2と、そのLED支持体2に配線基板9を介して装着した複数のパワーLED3と、各パワーLED3の発光面側にそれぞれ設けた複数のレンズ4と、それらレンズ4を一体的に保持するレンズ保持体5と、そのレンズ保持体5及び前記LED支持体2間に介在し、当該レンズ保持体5をLED支持体2の軸Lを中心として回転可能に支持するとともにその正逆回転動作に伴って前記軸L方向に沿って進退させる進退機構6と、前記レンズ保持体5の回転動作を前記各レンズ4の光軸LRが各パワーLED3の光軸LLと一致する複数の角度でそれぞれ制止する回転制止機構7とを備えたものである。
【0020】
各部を詳述する。
【0021】
LED支持体2は、円柱状をなす金属製のもので、外周には放熱用のフィン21が形成してある。また一端面に開口する断面円形の有底穴22が形成してあって、その有底穴22の底面にパワーLED3を装着するための配線基板9を取り付けられるようにしてある。
【0022】
パワーLED3は、1又は複数のLED素子(図示しない)とそのLED素子をモールドするとともにそのLED素子からでる光を屈折させ所定角度で拡がる指向性を与える透明外装部材31とを備えたものである。なお、パワーLED3とは電流を約250mA以上流せるものとして定義されるもので、通常のLEDに比べはるかに大きな光量の光を射出することができるものである。本実施形態では、このパワーLED3を前記配線基板9の一方の面に6個設け、それらの発光面が全て軸L方向を向くように構成している。より具体的には、1個のパワーLED3を前記軸L上に配設し、さらにこの軸Lを中心とした円周上に残り5個のパワーLED3を等間隔、すなわち72度毎に配設している。なお、本実施形態において軸L上に配置したパワーLED3の発光色のみを、他のものとは異ならせている。例えば軸L上のパワーLED3の発光色を青系統、他のものを赤系統にしている。
【0023】
レンズ4は、透明樹脂或いはガラスで形成した凸レンズであり、前記パワーLED3と同数を同じ配列関係にしてレンズ保持体5により一体的に保持させている。
【0024】
レンズ保持体5は、本実施形態では、前記レンズ4と一体に成型したもので、円筒状をなす周壁部51と、周壁部51に直交させて設けた板状部52とからなる。そしてその板状部52に複数のレンズ4が一体に形成してある。
【0025】
進退機構6は、ねじ送り構造をなすものであり、本実施形態では前記有底穴22の内周に設けたねじ溝61と、前記レンズ保持体5の外周に設けたねじ溝62との螺合により構成してある。そしてレンズ保持体5を正逆回転させることにより、レンズ4が最もパワーLED3に近接する最接近位置(図1に示す)と、最も離れる最離間位置(図2に示す)との間で、前記軸L方向に沿って進退させ得るようにしてある。
【0026】
回転制止機構7は、前記レンズ保持体5の外周に設けた複数の凹部71と、LED支持体2の有底部22における内周から突出する弾性突出部72とを備えたものである。凹部71は例えば有底溝状をなすもので、円周上に配置したパワーLED3と同数を等間隔で、すなわち72度毎に形成している。弾性突出部72は、LED支持体2の外壁に軸Lと直交するように設けた貫通孔2aに嵌め込んでなるボール721と、そのボール721を外側から内方に弾性付勢する板バネ等の弾性体722とを利用して構成したものである。ボール721は前記凹部71に一部が嵌り込むことが可能なもので、各凹部71にボール721が嵌り込むことにより、レンズ保持体5の回転動作を制止する。そしてその位置において前記各レンズ4の光軸LRが各パワーLED3の光軸LLと一致するように設定してある。一方、その一致位置から所定以上のトルクをレンズ保持体5に加えると、ボール721は凹部71から外れ、レンズ保持体5の外周面に押されて前記貫通孔2aに埋没し、レンズ保持体5を回転させることができるように構成している。
【0027】
したがってこのようなものであれば、レンズ保持体5を回転させ、回転制止機構7が動作する所定角度で止めるだけで、各レンズ4の光軸LRと各パワーLED3の光軸Lとを一致させることができるため、それらレンズ4による集光機能で、スポット照明が可能になる。また、次の凹部71にボール721が嵌り込む角度までレンズ保持体5を回転させれば、それらレンズ4とパワーLED3との距離が変わるため、レンズ4による集光角度が変わり、照射面積及び指向性を変えることができる。なお、本実施形態では、指向性が最も強くなる前記最離間位置においても、照明光が若干拡がりながら進むように設定している。
【0028】
すなわち本実施形態によれば、エネルギ効率がよく輻射熱の問題もほとんど発生しないというLED光源の利点を活かしつつ、簡単な構造で照射面積を変えることの可能なスポット照明を実現できる。そしてこの装置1を植物用人工光源として用いた場合には、植物のみに光を照射できるため無駄がなく、しかも植物はその種類や生育度に応じて大きさが変化するところ、その大きさに合わせて照射面積を変えることもできるので、植物育成や植物ディスプレイ等に極めて好適なものとなる。
【0029】
また1つあたりの光量が大きいパワーLED3を用いているため、LEDの数を可及的に減少させることができることから、コンパクト化や低価格化も可能となる。
【0030】
さらに本実施形態では、前記パワーLED3を前記軸Lを中心とした円周上に等間隔で配置しており、レンズ保持体5を隣接するパワーLED3間の角度だけ回転させることにより、レンズ光軸LRとLED3光軸LLとを一致させることができるため、レンズ4とパワーLED3との離間距離を多段階に細かく調整でき、照射面積、指向性を細かくコントロールできる。
【0031】
<第2実施形態>
【0032】
次に本発明の第2実施形態に関し、図面を参照して説明する。なお前記第1実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【0033】
本実施形態にかかる照明装置1は、前記第1実施形態にかかる構成に加え、図4、図5に示すように、前記LED支持体2に取り外し可能に取り付けられた反射体8を更に備えたものである。
【0034】
この反射体8は、パワーLED3の装着領域の前方に設けた一次反射要素81と、LED支持体2の周囲に設けた二次反射要素82とを備えてなる。一次反射要素81は、前記軸上に設定した先端をパワーLED3に向けて配置した円錐状をなすもので、その外周面に設定した一次反射面8aにより、各パワーLED3からでた光を反射して周囲側方に進ませるものである。二次反射要素82は、照明方向に向かって徐々に開く中空切頭円錐状をなすもので、その内周面が、前記一次反射面8aの周囲を取り囲んで、当該一次反射面8aで反射した光を照明方向に向かって反射する二次反射面8bとしての役割を担うように構成してある。なお、二次反射要素82の拡開側先端面はガラス板等の透明板83で覆ってあり、その透明板83の中央部分に前記一次反射要素81をパワーLED3に向かって延びるように配設している。
【0035】
一方、それら反射面8a、8bの角度及び大きさに関しては、例えば、前記各パワーLED3からレンズ4を通ってくる光が、前記最接近位置と最離間位置との間の任意の位置において、略全て一次反射面8aに照射され、さらにこの一次反射面8aで反射された光が略全て二次反射面8bで反射されるように設定している。さらに本実施形態では、それら反射面8a、8bの角度設定により、レンズ4を最接近位置にした場合(図4に示す)には、二次反射面8bで反射された光が平行又はわずかに狭まりながら進行し、レンズ4を最離間位置にした場合(図5に示す)には、二次反射面8bで反射された光がより狭まりながら進行するように構成するとともに、中央のLED3から出た光が、第1反射面8aの先端で分かれ、照明領域の略全体に及ぶように構成している。
【0036】
したがって本実施形態によれば、この反射体8によって、大きな面からの照明が可能となり、植物工場のように照明対象物との距離が近くとも、周囲からも包み込むように照明対象物を照明することができる。具体的に例えば、照明対象物がシクラメンの苗やレタス、キャベツ等のように半球状をなすようなものの場合その苗が最も大きくなった径と同一又は若干大きくなるように二次反射面8bの最大有効径を設定することにより、その植物の生育に合わせて、照射面積を変化させ、しかも有効に周囲からも照明することが可能となる。
【0037】
また、色の異なる中央のLED3からでた光が照明領域の略全体に及ぶようにしているので、そのLEDの発光強度を調整するだけで、照明光の全体の色調を調整することができ、植物ディスプレイや植物育成照明等にも好ましいものとなる。
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
【0038】
例えば、パワーLEDは同一面上に全て配置する必要はなく、軸方向に高さが異なるように配設しても構わない。また、各パワーLEDをそのLED素子の周囲にリフレクタを有するものとしたり、あるいは各パワーLEDの周囲にリフレクタを配置したりして、パワーLEDからでる光の指向性を予め狭くしておき、最接近位置から最離間位置に至るまで、パワーLEDから出た光が略全てレンズに照射されるようにすれば、効率の点でより好ましいものとなる。もちろん、パワーLEDの個数、配列等は上記実施形態に限られるものではないし、複数の色の異なるLED素子を有するパワーLEDを用いて、照明光の色を種々変更できるようにしても構わない。
【0039】
さらに、回転制止機構もボールプランジャを利用したものに限られず、磁力を利用したり、ラッチ機構を利用したりしたものでもよい。またこの回転制止機構により回転を制止される位置において、前記各レンズの光軸は、各パワーLEDの光軸と必ずしも完全に一致するように設定する必要はなく、例えばレンズを軸に向かって若干近づけたり遠ざけた位置に設定することで、レンズによってパワーLEDから出る光の光軸をわずかに曲げ、指向性の異なるものとしても構わない。
【0040】
加えて、進退機構としては、前記レンズ保持体を、前記各レンズの光軸が各パワーLEDの光軸と略一致する姿勢に保ちつつ前記軸に沿ってスライド(進退)のみ可能に支持するものでも構わない。その場合は前記レンズ保持体の進退動作を所望の位置で制止するための進退制止機構を設けておくことが好ましい。
【0041】
また、反射体の一次反射面及び二次反射面は、円錐面又は円錐凹面のみならず、部分球面や部分凹球面等でもよいし、複数の立体面(例えば半球面)が縦横に並列してなるようなものでも構わない。
【0042】
もちろん本照明装置は、植物工場における植物育成用のみならず、花屋等で用いても構わないし、植物以外の用途にも適用できるのは言うまでもない。
【0043】
その他本発明は、上記図示例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0044】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明によれば、レンズ保持体を回転させ、回転制止機構が動作する所定角度で止めるだけで、各レンズの光軸と各パワーLEDの光軸とを略一致させることができるため、それらレンズによる集光機能で、スポット照明が可能になる。また、次の所定角度までレンズ保持体を回転させれば、それらレンズとパワーLEDとの距離が変わるため、レンズによる集光角度が変わり、照射面積を変えることができる。すなわち本発明によれば、エネルギ効率がよく熱の問題も発生しにくいというLED光源の利点を活かしつつ、簡単な構造で照射面積、すなわち指向性をコントロールすることの可能なスポット照明を実現できる。また1つあたりの光量が大きいパワーLEDを用いているため、LEDの数を可及的に減少させることができ、コンパクト化や低価格化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における照明装置の一部破断させた全体側面図。
【図2】同実施形態における照明装置の一部破断させた全体側面図。
【図3】図1におけるA−A線断面図。
【図4】本発明の第2実施形態における照明装置の一部破断させた全体側面図。
【図5】同実施形態における照明装置の一部破断させた全体側面図。
【符号の説明】
1・・・スポット照明装置
2・・・LED支持体
3・・・パワーLED
4・・・レンズ
5・・・レンズ保持体
6・・・進退機構
7・・・回転制止機構
71・・・凹部
72・・・弾性突出部
8・・・反射体
8a・・・一次反射面
8b・・・二次反射面
L・・・軸
LR・・・レンズ光軸
LL・・・LED光軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device that can be suitably used as an artificial light source in a flower shop, a plant factory, or the like.
[0002]
[Prior art]
Recently, so-called plant factories have been established in various places to artificially create the best environment for growing vegetables, etc. within the factory, and scientifically manage and produce taste, nutritional value, hygiene, etc., and production has already been started on a commercial basis. Shipping has also begun.
[0003]
In such plant factories, the optimal environment is created by controlling the photoperiod, temperature, carbon dioxide, nutrient solution concentration, etc. In particular, artificial light sources include a fluorescent lamp and a halogen lamp. As such, LEDs are also used.
It is a well-known fact that florists and the like also use artificial light sources for purposes such as growing plants and displaying plants.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-59
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, this kind of artificial light source illuminates not only plants but also the surroundings as well as ordinary lighting, and is extremely wasteful. Of course, it is also possible to irradiate only plants like a spotlight, as long as it emits light close to point emission such as a halogen lamp, but heat is generated on the irradiated surface, which is preferable for growing plants. In addition, there is a problem that the halogen lamp consumes a large amount of power with respect to the generated light amount. For example, when a halogen lamp is used in a flower shop or the like, the fact is that it is extremely inefficient to use the reflected light by once irradiating the wall with light due to the problem of the radiant heat.
[0006]
On the other hand, LEDs are preferable as artificial light sources in that they have high energy efficiency and hardly cause a problem of radiant heat. However, since the amount of light per LED is small, many LEDs are used to obtain a sufficient amount of light for growing plants. Must be spread. As a result, it is inevitable to use the light source as a surface emitting light source, and it is difficult to collect light in a spot. Of course, light can be condensed to some extent by laying out LEDs on a partially concave spherical surface, but the device becomes complicated, and the size of the plant changes according to its type and growth degree. The irradiation area cannot be adjusted.
[0007]
Therefore, the main object of the present invention is to provide a lighting device which is capable of focusing light in a spot with a simple structure while utilizing the advantages of the LED light source, and which is very preferable for growing plants and displays. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides an LED support, a plurality of power LEDs mounted on the LED support with a light-emitting surface facing in a predetermined axial direction, a plurality of lenses provided on the light-emitting surface side of each power LED, and the lenses And a lens holder, which is interposed between the lens holder and the LED support, supports the lens holder rotatably around the axis, and rotates the lens holder in the forward and reverse directions. An advancing / retracting mechanism for advancing and retreating along the axial direction; and a rotation stopping mechanism for stopping the rotation of the lens holder at a plurality of angles at which the optical axis of each lens substantially coincides with the optical axis of each power LED. A spot lighting device using a power LED.
[0009]
With such a configuration, the optical axis of each lens and the optical axis of each power LED can be made to substantially match only by rotating the lens holder and stopping at a predetermined angle at which the rotation stopping mechanism operates. The light condensing function of these lenses enables spot illumination. Further, if the lens holder is rotated to the next predetermined angle, the distance between the lens and the power LED changes, so that the condensing angle of the lens changes and the irradiation area can be changed. That is, according to the present invention, it is possible to realize a spot illumination that can control an irradiation area, that is, directivity, with a simple structure, while taking advantage of an LED light source that has high energy efficiency and hardly causes a problem of heat. In addition, since a power LED having a large light quantity per one is used, the number of LEDs can be reduced as much as possible, and the size can be reduced.
[0010]
In order to be able to finely adjust the distance between the lens and the power LED in more steps, it is preferable that the power LEDs are arranged at equal intervals on a circumference around the axis. In such a case, by rotating by an angle between adjacent power LEDs, the optical axis of each lens and the optical axis of each power LED can be substantially matched. Of course, the power LEDs may be arranged in different modes, but in that case, from a predetermined angle at which the optical axis of each lens substantially coincides with the optical axis of each power LED, to a predetermined angle at which they next coincide, for example, Since it is necessary to rotate the lens holder by 360 degrees, it is difficult to finely adjust the distance between the lens and the power LED.
[0011]
As a specific embodiment for realizing the present invention with a simple structure, the advance / retreat mechanism uses a screw feed mechanism, and the rotation stopping mechanism is provided on one of the lens holder or the LED support. Alternatively, there may be mentioned one provided with a plurality of recesses and an elastic projection provided on the other side and fitted into the recess at the predetermined angle.
[0012]
In order to enable the illumination target to be illuminated from the surroundings, the illumination device further includes a reflector attached to the LED support, and the reflector is provided to face the power LED mounting area. And a primary reflection surface that reflects light emitted from the power LEDs and travels to the peripheral side, and is provided around the primary reflection surface, and reflects light reflected by the primary reflection surface toward the illumination direction. It is desirable to have a secondary reflection surface.
[0013]
More preferably, the reflector is configured to be detachable from the LED support.
[0014]
In a plant factory, shelves are stacked in layers, and lettuce and other plants are grown on the shelves. Therefore, the distance between the plant and the light source is very short. Specifically, a separation distance of only about 30 cm to 40 cm can be taken. Under such circumstances, in order to uniformly irradiate the light from the plant, that is, from above and from the surroundings, the maximum effective diameter of the secondary reflection surface is set to be substantially the same as or larger than the irradiation target. In addition, it is preferable that the light reflected by the secondary reflection surface is irradiated so as to cover the illumination target object from above and from the surroundings.
[0015]
Specifically, the maximum effective diameter of the secondary reflecting surface is set to be the same as or slightly larger than the diameter of the illumination target, and the light reflected by the secondary reflecting surface has a diameter substantially the same or What is necessary is just to set it so that it may irradiate an illumination object, making it small.
In order to adjust the overall color tone of the illumination light, it is desirable that only the light color of the power LED arranged on the axis be different from those of the other power LEDs. In that case, it is more preferable that the light emitted from the power LED on the axis covers substantially the entire illumination area.
[0016]
The advancing / retracting mechanism may be a mechanism that supports the lens holder so as to be able to advance and retreat along the axis while keeping the optical axis of each lens substantially coincident with the optical axis of each power LED. It is preferable to provide an advance / retreat stopping mechanism for stopping the advance / retreat operation of the holder at a desired position.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
1 to 3 are overall views showing the internal structure of the spot lighting device 1 according to the present embodiment.
[0019]
The spot lighting device 1 includes an LED support 2, a plurality of
[0020]
Each part will be described in detail.
[0021]
The LED support 2 is made of a columnar metal and has
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
In the present embodiment, the lens holder 5 is formed integrally with the
[0025]
The advance / retreat mechanism 6 has a screw feed structure. In the present embodiment, a screw groove 61 provided on the inner periphery of the bottomed hole 22 and a
[0026]
The rotation stopping mechanism 7 includes a plurality of
[0027]
Therefore, in such a case, the optical axis LR of each
[0028]
That is, according to the present embodiment, it is possible to realize a spot illumination that can change the irradiation area with a simple structure, while taking advantage of the advantage of the LED light source that the energy efficiency is high and the problem of radiant heat hardly occurs. When this device 1 is used as an artificial light source for plants, light can be irradiated only to the plants, so that there is no waste. Moreover, the size of the plants changes depending on the type and the degree of growth. Since the irradiation area can be changed in accordance with this, it is very suitable for plant growing, plant display, and the like.
[0029]
Further, since the
[0030]
Further, in the present embodiment, the
[0031]
<Second embodiment>
[0032]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The members corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0033]
The illumination device 1 according to the present embodiment further includes a reflector 8 removably attached to the LED support 2 as shown in FIGS. 4 and 5 in addition to the configuration according to the first embodiment. Things.
[0034]
The reflector 8 includes a
[0035]
On the other hand, with respect to the angles and the sizes of the reflection surfaces 8a and 8b, for example, the light passing through the
[0036]
Therefore, according to the present embodiment, the reflector 8 enables illumination from a large surface, and illuminates the illumination target object so as to wrap around from the surroundings even when the distance to the illumination target object is short as in a plant factory. be able to. Specifically, for example, when the illumination target is a hemisphere such as a cyclamen seedling, lettuce, or cabbage, the size of the secondary reflecting
[0037]
In addition, since the light emitted from the
Note that the present invention is not limited to the above embodiment.
[0038]
For example, the power LEDs need not all be arranged on the same surface, and may be arranged so that their heights differ in the axial direction. In addition, each power LED may have a reflector around its LED element, or a reflector may be arranged around each power LED so that the directivity of light emitted from the power LED is narrowed in advance. It is more preferable in terms of efficiency if almost all light emitted from the power LED is irradiated to the lens from the approach position to the farthest position. Of course, the number, arrangement, and the like of the power LEDs are not limited to the above embodiment, and the color of the illumination light may be variously changed using a power LED having a plurality of LED elements having different colors.
[0039]
Further, the rotation stopping mechanism is not limited to the one using the ball plunger, but may use a magnetic force or a latch mechanism. Further, at the position where the rotation is stopped by the rotation stopping mechanism, the optical axis of each lens does not necessarily need to be set so as to completely coincide with the optical axis of each power LED. By setting the lens closer to or farther away from the power LED, the optical axis of the light emitted from the power LED may be slightly bent by the lens so that the directivity is different.
[0040]
In addition, the advancing / retracting mechanism supports the lens holder so that only the sliding (advancing / retracting) is possible along the axis while keeping the optical axis of each lens substantially coincident with the optical axis of each power LED. But it doesn't matter. In this case, it is preferable to provide a forward / backward stopping mechanism for stopping the forward / backward movement of the lens holder at a desired position.
[0041]
Further, the primary reflecting surface and the secondary reflecting surface of the reflector may be not only a conical surface or a conical concave surface but also a partial spherical surface or a partial concave spherical surface, or a plurality of three-dimensional surfaces (for example, hemispherical surfaces) are arranged in parallel in a matrix. It may be something like that.
[0042]
Of course, the present lighting device may be used not only for growing plants in a plant factory, but also in a flower shop or the like, and it is needless to say that the lighting device can be applied to uses other than plants.
[0043]
In addition, the present invention is not limited to the illustrated example, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
[0044]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the optical axis of each lens and the optical axis of each power LED substantially coincide with each other simply by rotating the lens holder and stopping at a predetermined angle at which the rotation stopping mechanism operates. Therefore, spot illumination is enabled by the light condensing function of the lenses. Further, if the lens holder is rotated to the next predetermined angle, the distance between the lens and the power LED changes, so that the condensing angle of the lens changes and the irradiation area can be changed. That is, according to the present invention, it is possible to realize a spot illumination that can control an irradiation area, that is, directivity, with a simple structure, while taking advantage of an LED light source that has high energy efficiency and hardly causes a problem of heat. Further, since a power LED having a large light quantity per one is used, the number of LEDs can be reduced as much as possible, and the size and the price can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an entire side view of a lighting device according to a first embodiment of the present invention, which is partially broken.
FIG. 2 is an entire side view of the illumination device according to the embodiment, with a part cut away.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1;
FIG. 4 is an entire side view of a lighting device according to a second embodiment of the present invention, which is partially broken.
FIG. 5 is an entire side view of the lighting device according to the embodiment, with a part broken away.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spot lighting device 2 ...
4 Lens 5 Lens Holder 6 Retracting Mechanism 7
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