JP2010198984A

JP2010198984A - 照明装置

Info

Publication number: JP2010198984A
Application number: JP2009044348A
Authority: JP
Inventors: Yumi Hanyuda; 有美羽生田; Yuichi Onuma; 雄一大沼; Tomohiko Koizumi; 友彦小泉
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】制御回路の熱的劣化を低減できる照明装置を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤ９が平面的に配設された面状光源５と；この面状光源の発熱を放熱する放熱器６と；この面状光源と放熱器を収容する本体ケース４と；この本体ケースを回動可能に支持するアーム３と；前記面状光源が水平方向に照射するように本体ケースの回動角が制御されたときに、この面状光源に対して垂直方向下方に位置する箇所で本体ケース内に収容されて面状光源の点灯を制御する制御回路１２と；を具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば演出効果を得るために舞台やスタジオなどの高所に配設されて、その下方の床面側等をほぼ均一に全体照明するフラッドライト等の照明装置に関する。

従来から劇場舞台やＴＶスタジオ等で用いられる照明装置の一例としては、全体明かり（全体照明）を作るためのベース照明として使用されるフラッドライトが知られている。

従来、この種のフラッドライトの一例としては、前面を投光のために開口する灯体（本体ケース）内に、蛍光灯と反射器を収納し、この灯体を支持台に回動可能に設け、柔らかい光を比較的広い範囲で前面前方へ照射する蛍光灯フラッドライトが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−５５２１５号公報

そして、上記特許文献１記載の蛍光灯フラッドライトにおいて、その光源を、蛍光灯から高効率、高寿命のＬＥＤ（発光ダイオード）に代える場合には、複数のＬＥＤ光源を例えば平板状等の基板に高密度実装することにより、ＬＥＤ面状光源に構成し、反射鏡を削除する等により小形軽量化を図ることができる。

また、ＬＥＤは蛍光灯等よりも低照度の調光制御が比較的容易であるので、調光制御回路を、灯体内に組み込むことにより調光可能に構成し、灯体を上向き、下向き、横向き等様々な方向に回動させて用いることが可能となる。

しかしながら、この場合、高所から垂直方向（重力方向）へ投光するために灯体の回動角を制御したときに、制御回路がＬＥＤ光源よりも上方に位置すると、ＬＥＤ光源の発生熱の自然対流により上昇して制御回路が加熱される上に、その熱が灯体内に籠りがちであるので、制御回路の基板やこの基板に実装される電解コンデンサ等の回路素子が熱的に劣化する虞がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、制御回路の熱的劣化を低減できる照明装置を提供することにある。

請求項１に係る照明装置は、複数の半導体発光素子が平面的に配設された面状光源と；この面状光源の発熱を放熱する放熱器と；この面状光源と放熱器を収容する本体ケースと；この本体ケースを回動可能に支持するアームと；前記面状光源が水平方向に照射するように本体ケースの回動角が制御されたときに、この面状光源に対して垂直方向下方に位置する箇所で本体ケース内に収容されて面状光源の点灯を制御する制御回路と；を具備していることを特徴とする。

請求項１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。

面状光源とは、例えば平面の絶縁材上に半導体発光素子が単数または複数個配設されて形成された光源をいう。半導体発光素子とは、例えば、ＬＥＤや有機ＥＬ等である。また、制御回路は、半導体発光素子の点灯や調光を制御する。

請求項２に係る照明装置は、前記放熱器が、所要の間隔を置いて並設された複数の平板状の放熱フィンを有し、前記制御回路は、その制御回路基板を、その制御回路素子が実装される実装面が前記放熱フィンの長手方向に沿うように配設されていることを特徴とする。

請求項１記載の照明装置によれば、面状光源の照射方向が水平方向（すなわち横向き）に向くように本体ケースの回動角が制御されたときに、制御回路は面状光源の下方に位置するので、本体ケースが上向きや下向きに回動制御されたときでも、制御回路が面状光源の上方に位置することを回避することができる。このために、面状光源の発熱に起因する制御回路の熱的劣化を低減できる。

また、面状光源の発熱を放熱器により放熱するので、その発熱が本体ケース内に籠ることを低減できる。

請求項２に記載の照明装置によれば、空気が通風する複数の放熱フィンの長手方向に、制御回路素子実装面が沿うように制御回路基板が配設されているので、この放熱フィンを通風した空気が制御回路素子実装面も通風し、冷却することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の水平方向（横方向）投光（照射）状態の正面図。（ａ）は図１により示す照明装置の横方向投光状態の左側面図、（ｂ）は同，右側面図。図１で示す照明装置の平面図。図１で示す照明装置の背面図。（ａ）は図１〜図４により示す照明装置における面状光源の多孔リフレクタの斜視図、（ｂ）は同，面状光源の縦断面図、（ｃ）は同，面状光源の配光特性を示す図。図１等により示す照明装置の放熱フィンと制御回路基板の位置関係を示す要部斜視図。図１等により示す照明装置の下方（垂直方向下方）投光状態を示す右側面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。これら複数の添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。

図１は本発明の第１の実施形態に係る照明装置の水平方向（横方向）投光状態の正面図、図２は同、照明装置の左側面図、（ｂ）は同，右側面図、図３は同，照明装置の平面図、図４は同、照明装置の背面図である。これらの図に示すように照明装置１は、照明器具２と、この照明器具２の左右両側面を回動可能、かつその回動角保持可能に挟持するコ字状のアーム３と、を具備している。

照明器具２は、例えば偏平四角筒等角筒状の本体ケース４内に、複数の面状光源５，５，…、放熱器６を、本体ケース４の薄い厚さ方向にそれぞれ並設した状態で収容している。本体ケース４は、その軸方向（厚さ方向）の前面４ａに大きな矩形の開口４ａａを形成する一方、その背面４ｂに、図４中縦長長方形の複数（例えば３個）の背面開口４ｂｂ，４ｂｂ，４ｂｂを図中、横方向に所要の間隔を置いて並設している。これら背面開口４ｂｂ，４ｂｂ，４ｂｂには、金網等の多孔板４ｃ，４ｃ，４ｃを張設している。これら多孔板４ｃ，４ｃ，４ｃの内方には、図６で示す放熱器６の複数の放熱フィン６ｂ，６ｂ，６ｂ…の自由端が対向している。

本体ケース４は、これら前面開口４ａａと背面開口４ｂｂ，４ｂｂ，４ｂｂの図１、図２中下方に下部収容部７を一体に形成している。この下部収容部７は、前面７ａ、底面７ｂおよび背面７ｃを閉じる一方、図１中、上端部７ｄを長手方向（横方向）ほぼ全長に亘って開口させている。なお、図３中、符号４ｄは、本体ケース４の図１、図２中上端に複数形成された放熱孔である。また、図２，図３中、実線矢印は面状光源５の照射方向を示し、破線矢印は放熱フィン６ｂからの放熱方向を示している。

そして、各面状光源５は、その背面を、放熱器６のベース６ａの図１中前面上に、例えば２行３列のマトリクス状に配列して直接取り付け、各面状光源５での発熱を、図６で示す放熱器６の複数の平板状の放熱フィン６ｂ，６ｂ，…から放熱するようになっている。図５（ｂ）の縦断面図に示すように各面状光源５は、平板状の電気絶縁基板に、銅箔により配線をプリントしてなるプリント基板８の前面上に、白色や青色、赤色等複数色または単色に発光するチップ状のＬＥＤ（発光ダイオード）９の複数個を例えばマトリクス状に配列して面実装している。

そして、このプリント基板８の前面には、図５（ａ）で示す面状多孔リフレクタ１０を装着しており、この面状多孔リフレクタ１０により、ＬＥＤ９，９，…からの光を前方（図５（ｂ）では上方）に投光する投光部を構成している。

図５（ａ）に示すように、面状多孔リフレクタ１０は、そのリフレクタ本体１０ａを白色耐熱素材によって構成している。これは、面状多孔リフレクタ１０がＬＥＤ９の照射側に光を配光制御し、ＬＥＤ９の光照射側の反対側で面状光源５のプリント基板８に接しＬＥＤ９の発熱の影響を受けるので、その耐熱性を高めるためである。

面状多孔リフレクタ１０は、面状光源５の個々のＬＥＤ９を一つずつ挿入するための複数の孔１０ｂ，１０ｂ，…を有しており、各々の孔１０ｂの側面には反射面１０ｃが形成されている。

図５（ｂ）に示すように、各々の孔１０ｂには一つずつＬＥＤ９がそれぞれ挿入され、各孔１０ｂの側面に形成された各反射面１０ｃは、ＬＥＤ９からの光出射方向に対して広角となる形状に構成されている。また、各孔１０ｂの奥行き（リフレクタ本体１０ａの厚さ）ｈは、ＬＥＤ９の発光部の先端が孔１０ｂの開口先端部にほぼ一致する大きさに形成されている。これは、孔１０ｂの奥行きを大きくすると孔１０ｂの反射面１０ｃが長くなり、ＬＥＤ９からの光が反射面１０ｃで減衰するので、面状多孔リフレクタ１０の孔１０ｂから出射するＬＥＤ９からの光のロスを軽減するためである。

このように、面状多孔リフレクタ１０は、各々のＬＥＤ９をそれぞれ孔１０ｂに挿入し、ＬＥＤ９からの光を直接的に出射するとともに孔１０ｂの反射面１０ｃで反射して前方に出射する。これにより、図５（ｃ）の点線で示す配光特性Ｌ１が得られ、照射光の色ムラを緩和する。

また、孔１０ｂの反射面１０ｃを反射率が高い白色拡散反射面とした場合には、図５（ｃ）の実線で示す配光特性Ｌ２のように、点線で示す配光特性Ｌ１よりも拡散した配光特性Ｌ２が得られる。これにより、ＬＥＤ９の発光色を適切に混色でき、色ムラが生じることを防止できる。

このように構成された面状光源５は、その複数個の背面を、上述したように図１，図６で示す放熱器６のベース６ａの前面に、例えば２行３列等の所要配列で配列して直接固定している。また、放熱器ベース６ａの前面には、各面状光源５の外周を同心円状に囲む短軸円筒状のカバー１１，１１，…がそれぞれ固着されている。これらカバー１１，１１，…の放熱器ベース６ａ側端部には平板状フランジが一体的に形成されており、このフランジが放熱器ベース６ａにねじ固着されている。カバー１１の各突出前端は、本体ケース４の前面４ａとほぼ面一もしくは若干低く形成されている。各カバー１１の内周面は反射面または拡散面に形成される。

これにより、図２（ａ），（ｂ）に示すように照明装置１は、本体ケース４の前面４ａの前方へ、その光を照射する一方、背面４ｂ側へ、面状光源５の発熱を放熱器６の放熱フィン６ｂ，６ｂ，…により外気へ放熱するようになっている。

そして、図１，図２（ａ），（ｂ）に示すように照明装置１は、本体ケース４の下部収容部７内に制御回路１２を収容している。制御回路１２は、図示しない電力コードに接続されて商用交流電源ＡＣを受電し、このＡＣを各面状光源５を点灯させるための所要の直流電力ＤＣに変換する電源装置と、この電源装置から各面状光源５に給電される電力を制御して、点，消灯と調光を制御する制御回路本体を有し、図６で示す複数の制御回路基板１３，１３，…を具備している。そして、この制御回路１２は図示省略した配線により各面状光源５に電気的に接続されている。

これら制御回路基板１３，１３，…は、その図示しない電解コンデンサや半導体スイッチング素子等の制御回路素子を実装する基板面（実装面）１３ａが、各放熱フィン６ｂ間に形成される隙間の下端側を塞がないように配設されている。放熱フィン６ｂの表面と基板面１３ａとが平行となるか、または両者の表面の上下方向が平行となるように配設されている。このために、図４で示す本体ケース４の背面４ｂの金網４ｃ、４ｃ、４ｃから、その内部へ侵入した外気は、放熱器６の隣り合う放熱フィン６ｂ同士の間隙をそれぞれ通風して、これら放熱フィン６ｂ，６ｂ，…を冷却し、さらに、制御回路基板１３を冷却した外気が下部収容部７の上面開口７ａを通って、放熱フィン６ｂ，６ｂ間に通風されることにより、放熱器６が有効に冷却される。

その結果、各面状光源５と制御回路１２の発熱を冷却することができる。また、各面状光源５が配設される本体ケース４の前面４ａに大きな開口４ａａを形成しているので、この開口４ａａから前面４ａに通風する外気により各面状光源５の前面も冷却することができ、面状光源５と制御回路１２の発生熱が本体ケース４内に籠ることを低減できる。

そして、アーム３は、例えば円管をコ字状に折曲して形成され、その一対のコ字状開口端部３ａ，３ｂを、本体ケース４の左右両側面４ｅ，４ｆに、左右一対のピン１４，１５により、これらピン１４，１５の中心軸回りに回動可能に取り付けている。

そして、これらピン１４，１５の一方、例えば１５には、その外周に、アーム３の一方の開口端部３ｂと本体ケース４の一側面４ｆとの間隙において、板ばね１６を介在させ、照明器具２を回動可能かつその回動角を保持可能に支持している。一方のピン１５の外端部には、その軸径よりも大径のつまみ１５ａが一体に形成されており、このつまみ１５ａの手動による回動操作により、板ばね１６の弾圧力を調整することにより、一対の開口端部３ａ，３ｂによる照明器具２の締付け力を適切に調整することができる。すなわち、つまみ１９ａの締付け力を調整することにより、照明器具４の回動角を容易に調整することができ、しかも、その回動角を保持することができるように板ばね１６の弾圧力を適宜調整することができる。

アーム３は、そのコ字状のクロスバー部３ｃの軸方向中間部に、図示しないハンガーに装着される吊り金具３ｄを突設している。このハンガーがスタジオや舞台等の高所のバトン等に取り付けられることにより、照明装置１がバトンに吊り下げられる。また、クロスバー部３ｃには、例えばバトン等に引掛けられる落下防止ロープ３ｅが締結される。

したがって、この照明装置１によれば、図１，図２，図４に示すように、照明器具２の回動角が横方向投光状態に制御されたときは、制御回路１２が面状光源５の下方に位置するので、この制御回路１２が面状光源５の発熱の自然対流により加熱されることを防止または低減できる。

また、各面状光源５の前面側は本体ケース４の前面開口４ａａにより外気に露出しているので、その外気による各面状光源５の冷却効果も向上させることができる。

さらに、各面状光源５の背面は放熱器６に密着しているので、各面状光源５の発熱を放熱器６によっても放熱することができる。すなわち、各面状光源５の前面側と背面側の両者を共に有効に冷却することができる。

そして、図７に示すようにこの照明器具２の回動角を下方投光（垂直方向下方）に制御した場合でも、制御回路１２は面状光源５の横方向に位置し、上方には位置しないので、横方向投光状態と同様、面状光源５の発生熱により加熱されることを防止または低減できる。その結果、制御回路１２の熱的劣化を低減できる。

１…照明装置、２…照明器具、３…アーム、４…本体ケース、４ａ…本体ケースの前面、４ｂ…本体ケースの背面、５…面状光源、６…放熱器、６ｂ…放熱フィン、７…下部収容部、８…プリント基板、９…ＬＥＤ、１０…面状多孔リフレクタ。

Claims

複数の半導体発光素子が平面的に配設された面状光源と；
この面状光源の発熱を放熱する放熱器と；
この面状光源と放熱器を収容する本体ケースと；
この本体ケースを回動可能に支持するアームと；
前記面状光源が水平方向に照射するように本体ケースの回動角が制御されたときに、この面状光源に対して垂直方向下方に位置する箇所で本体ケース内に収容されて面状光源の点灯を制御する制御回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
前記放熱器は、所要の間隔を置いて並設された複数の平板状の放熱フィンを有し、前記制御回路は、その制御回路基板を、その制御回路素子が実装される実装面が前記放熱フィンの長手方向に沿うように配設されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。