JP2008269906A

JP2008269906A - Ｌｅｄ照明装置及びスポットライト

Info

Publication number: JP2008269906A
Application number: JP2007110050A
Authority: JP
Inventors: Atsuya Murata; 淳哉村田; Naoto Tokuhara; 直人徳原; Takeshi Toyama; 剛遠山; Ariyoshi Haniyuda; 有美羽生田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】色むらがなく、しかも投光窓のエッジをぼかしたり、くっきり投影させたりと２種類の投影光を出すことができるようにすることである。
【解決手段】ＬＥＤ配列部１２は、複数のＬＥＤ１３からの光を投光窓１５に集光させて疑似光源を作る。投影レンズ１６はＬＥＤ配列部１２からの光が集光した疑似光源に焦点が一致しており、投影レンズ１６の焦点Ｆ２と投影レンズ１６との間に拡散板１７を配置可能とした拡散板取付部２３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ照明装置及びスポットライトに関する。

一般に、劇場やテレビスタジオ等の照明用に使用されるスポットライトの光源には、ハロゲン電球や放電ランプが使用されている。これは、光源の発光部分がレンズに対して十分小さく、レンズが光源の光を充分に取り込むことができ効率よく照射できるからである。ハロゲン電球や放電ランプを用いたスポットライトでは、フィラメントをできるだけ高温に熱して光を発生させるので、可視光だけでなく多くの熱線を放射する。従って、光源を収納する筐体には熱に耐える鉄あるいは軽金属の板が使用され、またレンズも耐熱性のガラスが使用されるので、スポットライトが重くなりスポットライトの移動に労力を要している。

そこで、曲面に多数のＬＥＤを光源として配置し、各ＬＥＤの照射ビームを一点に集光させて仮想の単一点光源ユニットを構成し、この光源ユニットとレンズとの位置関係を可変にして被照射面の照度及び照度分布を変化させるようにしたスポットライトが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、所望の色を得るために白色以外に補色として青緑、橙、赤などの光と混色させ、各ＬＥＤの照射ビームを集中させた投光窓の輪郭（エッジ）をぼかすとともに色むらを抑制するために拡散板を設けたり、フォーカスハンドル及びズームハンドルを設けて、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じないようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−３０７５０２号公報（図２、図３）特開特開２００５−１５８６９９号公報（図８〜図１２）

しかし、従来ものでは、複数のＬＥＤからの光を集光させて形成される疑似光源の投光窓の輪郭（エッジ）をぼかすために、投影レンズの焦点は投光窓の位置からずらしているので、複数のＬＥＤからの光に色むらを生じる。

図３は従来のＬＥＤ照明装置１１の構成図である。ＬＥＤ照明装置１１の光源部であるＬＥＤ配列部１２は、複数のＬＥＤ１３をほぼ同心円状に配列して構成される。複数のＬＥＤ１３は、各々のＬＥＤ１３からの光が投光窓部１４の投光窓１５に集光するように配置されている。すなわち、複数のＬＥＤ１３からの光の集光点Ｆ１は、投光窓１５の位置となり、これにより投光窓１５で疑似光源を形成している。

一方、投影レンズ１６の焦点Ｆ２は投光窓１５の位置からずれた位置にあり、これにより、投光窓１５の輪郭（エッジ）をぼかすようにしている。従って、投影レンズ１６で集光した光には色むらが生じる。そこで、投光窓１５と投影レンズ１６との間に拡散板１７を設け色むらを防止しているが、それでも色むらを生じることがある。

また、ＬＥＤ照明装置１１を搭載したスポットライトでは、ＬＥＤ駆動回路をスポットライト器具本体の左右に分けて配置し小型化を図っている。図４は従来のＬＥＤ照明装置１１を搭載したスポットライトの構成図であり、図４（ａ）はＬＥＤ照明装置１１部分の正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢印Ｂ方向からみた側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の矢印Ｃ方向からみた側面図である。

スポットライト器具本体２２の左右にはＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂが分散して配置され、スポットライト器具本体２２の内部の下方部には電源部１９が配置され、またスポットライト器具本体２２の上部には操作器具２０が配置されている。そして、ＬＥＤ配列部１２のＬＥＤ１３の発熱は放熱用ヒートシンク２１から放熱されるようになっている。なお、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、投光窓部１４にカッター２４が設けられ、このカッター２４を操作することにより投光窓の形状を変化させることができるようになっている。

しかし、さらに小型化を進める場合にはスポットライト器具本体２２の内部のデッドスペースに配置することが考えられるが、そうすると、熱源であるＬＥＤ１３とＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂとが近傍に配置されることになり、互いの相互作用による熱上昇が激しくなる。

本発明の目的は、色むらがなく、しかも投光窓のエッジをぼかしたり、くっきり投影させたりと２種類の投影光を出すことができるＬＥＤ照明装置及びスポットライトを提供することである。

請求項１の発明に係わるＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤが配列され複数のＬＥＤからの光を投光窓に集光させて疑似光源を作るＬＥＤ配列部と；前記ＬＥＤ配列部からの光が集光した疑似光源に焦点を一致させた投影レンズと；前記投影レンズの焦点と前記投影レンズとの間に拡散板を配置可能とした拡散板取付部と；を備えたことを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下による。

ＬＥＤ配列部は例えば絶縁材料で板状に形成され、複数個のＬＥＤからの光ビームが投光窓に向くように複数個のＬＥＤを平面上または湾曲面上に並んで配置して構成される。投光窓は複数個のＬＥＤからの光ビームが集光するアパーチャであり、この投光窓が疑似光源となる。

投影レンズはアパーチャである投光窓から離間して投光窓の疑似光源に焦点を一致させて設けられ、投光窓の疑似光源から出射される出射光を集光する。投影レンズは投光窓の疑似光源に焦点を一致させて設けられているので、投影レンズを通った光には色むらは発生しない。投影レンズには球面レンズや平坦状レンズを含む。また、１個または２個以上のレンズを利用した２群構成のレンズを有する場合も含む。

拡散板は、投光窓の疑似光源の形状のエッジ（輪郭）をぼかすために設けられている。拡散板取付部は拡散板を着脱可能に取り付けるものであり、投光窓と投影レンズとの間でエッジのぼやけ具合が適切となる位置に設ける。これは、拡散板の位置は、疑似光源に近いほどエッジはくっきりし疑似光源に遠いほどエッジがぼやけるためである。

請求項２の発明に係わるスポットライトは、請求項１記載のＬＥＤ照明装置と；前記ＬＥＤ照明装置を収納するスポットライト器具本体と；を備えたことを特徴とする。

スポットライト器具本体は例えば金属製の箱体で形成され、内部に請求項１記載のＬＥＤ照明装置を収納する。

請求項１の発明によれば、投影レンズの焦点をＬＥＤ配列部からの光が集光した疑似光源に一致させるので、色むらのないＬＥＤ照明装置を提供できる。また、拡散板取付部に拡散板を取り付けない場合には疑似光源の投光窓のエッジがくっきりした光となり、一方、拡散板を取り付けた場合には疑似光源の投光窓のエッジをぼかした光となる。従って、拡散板の有無で２種類の投影光を出すことができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果を備えたスポットライトを提供できる。

図１は本発明の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置１１の構成図である。本発明の実施の形態は、図３に示した従来例に対し、複数のＬＥＤ１３からの光の集光点Ｆ１と投影レンズ１６の焦点Ｆ２とを投光窓１５の位置で一致させたものである。

図１において、ＬＥＤ照明装置１１の光源部であるＬＥＤ配列部１２は、複数のＬＥＤ１３をほぼ同心円状に配列して構成され、複数のＬＥＤ１３は、各々のＬＥＤ１３からの光が投光窓部１４の投光窓１５に集光するように配置されている。これにより、複数のＬＥＤ１３からの光の集光点Ｆ１は、投光窓１５の位置となり投光窓１５で疑似光源を形成している。

一方、投影レンズ１６の焦点Ｆ２も投光窓１５の位置とし、複数のＬＥＤ１３からの光の集光点Ｆ１に一致させている。従って、投影レンズ１６で集光する光は、複数のＬＥＤ１３からの光の集光点Ｆ１の光となるので色むらが生じない。

また、拡散板１７を着脱可能に取り付けるための拡散板取付部２３が投影レンズ１６の焦点Ｆ２と投影レンズ１６との間に設けられている。拡散板１７は、投光窓１５の疑似光源の形状のエッジ（輪郭）をぼかすためのものであり、疑似光源の投光窓１５のエッジがくっきりした光とする場合には、拡散板１７を取り付けない。一方、疑似光源の投光窓１５のエッジをぼかした光とする場合には拡散板１７を取り付ける。このように、拡散板取付部２３に拡散板１７を取り付けた場合と取り付けない場合とで２種類の投影光を出すことができる。

図２は本発明の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置１１を搭載したスポットライトの構成図であり、図２（ａ）はＬＥＤ照明装置１１部分の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ｂ’方向からみた側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）の矢印Ｃ’方向からみた側面図である。

スポットライト器具本体２２の内部の下方部には電源部１９が配置され、そのスポットライト器具本体２２の左右下方部にＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂを分散して配置している。すなわち、スポットライト器具本体２２の内部の下方部に設けられた電源部１９の近傍にＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂを配置し、また、ＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂが配置されていたスペースに光源ユニットであるＬＥＤ配列部１２の放熱用ヒートシンク２１を配置する。これにより、効率よく電源部１９やＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂの部品の配置が可能なレイアウトとなり、しかも、ＬＥＤ配列部１２の放熱用ヒートシンク２１の取付面積を大きくすることができるので、ＬＥＤ配列部１２の放熱効果を高めることができる。

また、従来例において、スポットライト器具本体２２の上部に取り付けられていた操作器具２０を分散配置する。すなわち、スポットライト器具本体２２の上部には、操作器具２０のうちスポットライトの使用中においてほとんど操作しない操作器具２０ｃのみを配置し、スポットライトの使用中において使用する可能性のある操作器具２０ａ、２０ｂをスポットライト器具本体２２の左右下方部のＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂに近接した位置に分散配置する。これにより、スポットライトの使用中において操作が必要となった操作器具２０ａ、２０ｂの操作性を向上させることができる。

なお、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、投光窓部１４にカッター２４が設けられ、このカッター２４を操作することにより投光窓の形状を変化させることができるようになっている。

本発明の実施の形態によれば、投影レンズ１６の焦点をＬＥＤ配列部１２からの光が集光した疑似光源に一致させているので、色むらのない光を投影レンズ１６から出射できる。また、拡散板取付部２３への拡散板１７の装着の有無により、疑似光源の投光窓のエッジがくっきりした光及び疑似光源の投光窓のエッジをぼかした光の２種類の投影光を出すことができる。

また、ＬＥＤ照明装置１１を搭載したスポットライトでは、ＬＥＤ駆動回路１８ａ、１８ｂをスポットライト器具本体２２の左右下方部に分けて配置したので、ＬＥＤ配列部１２のＬＥＤ１３の発熱を放熱するための放熱用ヒートシンク２１の取付面積を大きくすることができ放熱効果が向上する。また、操作部２０をスポットライト器具本体２２の左右下方部に分散配置するので小型化が図れる。また、操作頻度の大きい操作部２０ａ、２０ｂは、スポットライト器具本体２２の左右下方部の後方に配置するので、小型にもかかわらず操作性の高い器具が提供できる。

本発明の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置の構成図。本発明の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置を搭載したスポットライトの構成図。従来のＬＥＤ照明装置の構成図。従来のＬＥＤ照明装置を搭載したスポットライトの構成図。

符号の説明

１１…ＬＥＤ照明装置、１２…ＬＥＤ配列部、１３…ＬＥＤ、１４…投光窓部、１５…投光窓、１６…投影レンズ、１７…拡散板、１８…ＬＥＤ駆動回路、１９…電源部、２０…操作器具、２１…放熱用ヒートシンク、２２…スポットライト器具本体、２３…拡散板取付部、２４…カッター

Claims

複数のＬＥＤが配列され複数のＬＥＤからの光を投光窓に集光させて疑似光源を作るＬＥＤ配列部と；
前記ＬＥＤ配列部からの光が集光した疑似光源に焦点を一致させた投影レンズと；
前記投影レンズの焦点と前記投影レンズとの間に拡散板を配置可能とした拡散板取付部と；
を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
請求項１記載のＬＥＤ照明装置と；
前記ＬＥＤ照明装置を収納するスポットライト器具本体と；
を備えたことを特徴とするスポットライト。