JP2013257982A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光色が異なる複数種のLEDチップを実装したLED光源とリフレクタを備えた照明装置において、各LEDチップからの発光光の加法混色によって得られた照射光が良好な混色性を有するものとなるように構成する。
【解決手段】1つの焦点(F)及び一本の軸(X)を共有し開き方向を同一方向とする複数の回転放物反射面5、6、7を想定して夫々を碁盤目状に分割し、分割された各回転放物反射面5、6、7の分割片を繋ぎ合わせてマルチリフレクタ10を形成した。このマルチリフレクタ10に対し、発光色が異なる複数種のLEDチップ1R、1G、1Bを直線状に配列実装してなるLED1をLEDチップのうち1つが前記焦点(F)の位置に位置すると共にLEDチップの配列方向が軸(X)に沿った方向となるように配置した。
【選択図】図6
【解決手段】1つの焦点(F)及び一本の軸(X)を共有し開き方向を同一方向とする複数の回転放物反射面5、6、7を想定して夫々を碁盤目状に分割し、分割された各回転放物反射面5、6、7の分割片を繋ぎ合わせてマルチリフレクタ10を形成した。このマルチリフレクタ10に対し、発光色が異なる複数種のLEDチップ1R、1G、1Bを直線状に配列実装してなるLED1をLEDチップのうち1つが前記焦点(F)の位置に位置すると共にLEDチップの配列方向が軸(X)に沿った方向となるように配置した。
【選択図】図6
Description
本発明は、照明装置に関するものであり、詳しくは、LEDを光源とする照明装置に関する。
従来、この種の照明装置としては、例えば「特開2010−153269号公報(特許文献1)」に車両用灯具として示されたものが知られている。
それは、図9に示すように、光源部80を3つのLEDチップ81、82、83で構成し、軸84に沿って配置された3つのLEDチップ81、82、83からなる光源部80のうち中央のLEDチップ82の位置を焦点位置とする複数の仮想放物面85a〜iの一部を繋ぎ合わせた形状のマルチリフレクタ86を有するものである。
そして、LEDチップ81、82、83の夫々からの出射光をマルチリフレクタ86によって所定方向に反射することにより、反射光を所望の光度分布を有する照射光として車両前方に向けて照射するものである。
ところで、上記特許文献1の車両用灯具において、光源部80を構成する3つのLEDチップ81、82、83を夫々発光色が異なるLEDチップ(例えば、赤色光を発光する赤色LEDチップ、緑色光を発光する緑色LEDチップ及び青色光を発光する青色LEDチップ)とし、各LEDチップからの発光光の加法混色によって得られた混色光(例えば、白色光)を照射光とする場合、照射光の混色性が問題となる。
具体的には、同図にあるように、各LEDチップからの発光光はマルチリフレクタによる反射によって拡散され、拡散された反射光(Y)は照射方向によって色調の異なる光を照射するものとなる。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、発光色が異なる複数種のLEDチップを実装したLED光源とリフレクタを備えた照明装置において、各LEDチップからの発光光の加法混色によって得られた照射光が良好な混色性を有するものとなるような構成を実現することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、1つの焦点及び一本の軸を共有し開き方向を同一方向とする複数の回転放物反射面を想定し、前記複数の回転放物反射面の夫々を前記軸を含む平面で該軸を中心として放射状に所定の角度で分割すると共に前記軸に垂直な平面で該軸に沿って所定の間隔で分割して碁盤目状に分割し、前記分割された各回転放物反射面の分割片を所定の順序で繋ぎ合わせてマルチリフレクタ構造としたリフレクタと、発光色が異なる複数種のLEDチップを直線状に配列実装してなるLED光源を有し、前記LED光源は、前記複数種のLEDチップの光出射面を前記リフレクタ側に向けた状態で前記複数種のLEDチップのうち1つが前記焦点の位置に位置すると共に、前記複数種のLEDチップの配列方向を前記軸に沿った方向としていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記リフレクタは、互いに隣り合う分割片同士が異なる回転放物反射面による分割片からなっていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1又は請求項2において、前記LED光源を構成する前記複数種のLEDチップは、赤色光を発光する赤色LEDチップ、緑色光を発光する緑色LEDチップ及び青色光を発光する青色LEDチップであることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項3において、前記LED光源は、1つのパッケージに前記赤色LEDチップ、前記緑色LEDチップ及び前記青色LEDチップが実装されてなる3in1タイプであることを特徴とするものである。
本発明の照明装置は、1つの焦点及び一本の軸を共有し開き方向を同一方向とする複数の回転放物反射面を想定して該複数の回転放物反射面の夫々を碁盤目状に分割し、分割された各回転放物反射面の分割片を繋ぎ合わせてマルチリフレクタを形成した。このマルチリフレクタに対し、発光色が異なる複数種のLEDチップを直線状に配列実装してなるLED光源をLEDチップのうち1つが前記焦点の位置に位置すると共にLEDチップの配列方向が軸に沿った方向となるように配置した。
その結果、LED光源を構成する各LEDチップから発せられてマルチリクレクタを構成する各分割片で反射された反射光は、碁盤目状に配置された各分割片に対応する領域に略同心円状に照射パターンを形成し、照明装置からは混色性の良好な色むらの低減された照射光が照射される。
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図8を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
図1及び図2は光源部の説明図であり、そのうち図1は上面図、図2は側面図である。
LED1は、赤色光を発光する赤色LEDチップ1Rと緑色光を発光する緑色LEDチップ1Gと青色光を発光する青色LEDチップ1Bの夫々発光色が異なる3種類のLEDチップが1つのパッケージ2に直線状に実装されている。このLED1の構造は、所謂3in1タイプと称されるものである。
3種類のLEDチップ1R、1G、1Bの配置は、中央部に緑色LEDチップ1Gが位置し、その両側に緑色LEDチップ1Gを挟むように赤色LEDチップ1Rと青色LEDチップ1Bが位置している。
そして、基板3上にLED1が実装されて光源部4が構成されている。
図3は回転放物面状のリフレクタの軸(X)を含む縦断面説明図、図4は同じくリフレクタの軸(X)に垂直な縦断面説明図である。
リフレクタの基本構成は、1つの焦点(F)及び一本の軸(X)を共有し開き方向を同一方向とする複数の回転放物面を想定し、想定した複数の回転放物面の夫々を軸(X)を含む平面で軸(X)を中心として放射状に所定の角度で分割すると共に軸(X)に垂直な平面で軸(X)に沿って所定の間隔で分割し、それにより碁盤目状に分割された各回転放物面の分割片を所定の順序で繋ぎ合わせてマルチリフレクタを構成するものである。
したがって、マルチリフレクタを構成するすべての分割片は、1つの焦点(F)を共有するように配置されている。また、マルチリフレクタを構成する各分割片は、互いに隣り合う分割片同士が異なる回転放物面による分割片からなっている。
本実施形態においては、1つの焦点(F)対して焦点(F)と頂点(P1)との距離が最も短い回転放物面(第1回転放物面)5、焦点(F)と頂点(P2)との距離が第1回転放物面5よりも長い回転放物面(第2回転放物面)6及び焦点(F)と頂点(P3)との距離が第2回転放物面6よりも長い回転放物面(第3回転放物面)7の3つの回転放物面5、6、7を想定している。
そして、各回転放物面5、6、7は夫々、軸(X)を含む平面で軸(X)を中心として放射状に所定の角度で3分割されると共に軸(X)に垂直な平面で軸(X)に沿って所定の間隔で8分割されており、分割後の各回転放物面5、6、7の碁盤目状の分割片5a、6a、7aを所定の順序で繋ぎ合わせることによりマルチリフレクタ10が形成されている。
図5はリフレクタ10に光源部4を取り付けた状態の照明装置を示す斜視説明図、図6は同じく照明装置の軸(X)を含む縦断面説明図、図7は照明装置の斜視図に基づく光線追跡の説明図である。
図5及び図6より、光源部4は、直線状に配列された3種類のLEDチップ1R、1G、1Bの配置方向を、中央部に位置する緑色LEDチップ1Gの位置を軸(X)上の焦点(F)の位置とすると共に軸(X)に沿った方向に3種類のLEDチップ1R、1G、1Bを直線状に配置している。
そして、この光源部4と碁盤目状の分割片5a、6a、7aを所定の順序で繋ぎ合わせてなるマルチリフレクタ10により構成された3組の光学系が、リフレクタ10を軸(X)と略垂直な方向に繋げて並設した状態で照明装置を形成している。
そこで図7より、光源部4の赤色LEDチップ1R、緑色LEDチップ1G及び青色LEDチップ1Bが同時に点灯すると、マルチリフレクタ10の軸(X)上の焦点(F)の位置に位置する緑色LEDチップ1Gから放射されてマルチリフレクタ10を構成する各分割片5a、6a、7aに向かう緑色光(G)は、夫々の分割片5a、6a、7aで反射されて反射光はいずれもリフレクタ10の軸(X)に平行に照射方向に向けて照射される。
一方、緑色LEDチップ1Gよりもマルチリフレクタ10に近い側に位置するLEDチップ(本実施例では青色LEDチップ1B)から放射されてマルチリフレクタ10を構成する各分割片5a、6a、7aに向かう青色光(B)は、夫々の分割片5a、6a、7aで反射されて反射光は緑色光(G)に対してリフレクタ10から離れる方向(図では下方)に向けて照射される。
更に、緑色LEDチップ1Gよりもマルチリフレクタ10から遠い側に位置するLEDチップ(本実施例では赤色LEDチップ1R)から放射されてマルチリフレクタ10を構成する各分割片5a、6a、7aに向かう赤色光(R)は、夫々の分割片5a、6a、7aで反射されて反射光は緑色光(G)に対してリフレクタ10に近づく方向(図では上方)に向けて照射される。
この場合、緑色LEDチップ1Gから各分割片5a、6a、7aに向かう緑色光(G)の光路と青色LEDチップ1Bから各分割片5a、6a、7aに向かう青色光(B)の光路のなす角(α)、及び、緑色LEDチップ1Gから各分割片5a、6a、7aに向かう緑色光(G)の光路と赤色LEDチップ1Rから各分割片5a、6a、7aに向かう赤色光(R)の光路のなす角(β)は、LED1を構成する3種類のLEDチップ1R、1G、1Bの配置方向がリフレクタ10の軸(X)に沿った方向であるため各光(R)、(G)、(B)の光路は各LEDチップ1R、1G、1Bの光軸に対して傾いた方向となることから、光軸方向に光路を取る場合よりも小さい角度となる。
したがって、各分割片5a、6a、7aで反射された反射光についても、各分割片5a、6a、7aで反射されてリフレクタ10の軸(X)に平行に照射方向に向かう緑色光(G)の光路と各分割片5a、6a、7aで反射されて緑色光(G)に対してリフレクタ10から離れる方向に向かう青色光(B)のなす角(α)、及び、各分割片5a、6a、7aで反射されてリフレクタ10の軸(X)に平行に照射方向に向かう緑色光(G)の光路と各分割片5a、6a、7aで反射されて緑色光(G)に対してリフレクタ10に近づく方向に向かう赤色光(R)のなす角(β)も小さい角度となる。
更に、LED1を構成する赤色LEDチップ1R、緑色LEDチップ1G及び青色LEDチップ1Bの配置間隔は、LED1からリフレクタ10までの距離に比べて極めて小さく、具体的にはLEDチップの配置間隔が0.6mm程度であるのに対してLED1からリフレクタ10までの距離は少なくとも2mm程度以上であり、LED1からリフレクタ10までの距離はLEDチップの配置間隔の3倍程度以上の距離となる。
そのため、LED1を構成する3種類のLEDチップ1R、1G、1Bの配置方向をリフレクタ10の軸(X)に沿った方向したこと、及び3種類のLEDチップ1R、1G、1Bの配置間隔がLED1からリフレクタ10までの距離に比べて極めて小さいことから、夫々の分割片5a、6a、7aにおいて反射された赤色光(R)、緑色光(G)及び青色光(B)の光路(照射方向)は実質的にほぼ同一方向となるとみなすことができる。
それと同時に、夫々の分割片5a、6a、7aにおいて反射された赤色光(R)、緑色光(G)及び青色光(B)の広がりは、LEDチップから夫々の分割片5a、6a、7aまでの距離が最も短い青色LEDチップ1Bから放射される青色光(B)が最も小さく、LEDチップから夫々の分割片5a、6a、7aまでの距離が最も長い赤色LEDチップ1Rから放射される赤色光(R)が最も大きく、緑色光(G)がその中間となる。
したがって、夫々の分割片5a、6a、7aでは反射された赤色光(R)、緑色光(G)及び青色光(B)を照射方向前方に配置したスクリーンに投影すると、図8に示すような、中央部に青色光(B)による照射パターン(Bp)が形成され、その周りに照射パターン(Bp)を包含するように緑色光(G)による照射パターン(Gp)が略同心円状に形成され、更にその周りに照射パターン(Bp)及び照射パターン(Gp)を包含するように赤色光(R)による照射パターン(Rp)が略同心円状に形成される。
そのため、LED1において、赤色LEDチップ1R、緑色LEDチップ1G及び青色LEDチップ1Bの配置を適宜変えることにより、照射光の混色性の向上を図ると共に色むらを低減することが可能になる。つまり、演色性が良好な色むらの少ない白色光を得ることができる。
図8に示す照射パターンは、すべての分割片5a、6a、7aにおいて形成されるものである。したがって、照明装置から照射される照射光による照射パターンは、図8に示す照射パターンが、マルチリフレクタ10を構成する各分割片5a、6a、7aの碁盤目状の配置に対応する領域に形成されることにより全体の照射パターンが形成される。
したがって、照明装置のリフレクタを細かく分割された分割片で構成することにより、赤色LEDチップ1R、緑色LEDチップ1G及び青色LEDチップ1Bの配置を適宜変えることで、照明装置から照射される照射光全体について混色性の向上を図ることができると共に色むらを低減することが可能となり、演色性が良好な色むらの少ない白色光を得ることができる。
また、同様に、赤色LEDチップ1R、緑色LEDチップ1G及び青色LEDチップ1Bの配置を適宜変えることにより、必ずしも白色光に限らず、例えば青みがかった光や赤みがかった光などの白色以外の色調の光を得ることも可能である。
また、LED1を夫々発光色が異なる2つのLEDチップ、あるいは発光色が異なる4つ以上のLEDチップで構成することもできる。この場合も、LEDチップのうち1つがリフレクタの焦点の位置に位置ようにLED1を配置する。
なお、上述したマルチリフレクタ10を構成する回転放物面状の分割片5a、6a、7aはいずれも、表面にアルミ蒸着等の反射処理により光反射面が形成されている。
1… LED1
1R… 赤色LEDチップ
1G… 緑色LEDチップ
1B… 青色LEDチップ
2… パッケージ
3… 基板
4… 光源部
5… 第1回転放物面
5a… 分割片
6‥ 第2回転放物面
6a… 分割片
7… 第3回転放物面
7a… 分割片
10… リフレクタ(マルチリフレクタ)
1R… 赤色LEDチップ
1G… 緑色LEDチップ
1B… 青色LEDチップ
2… パッケージ
3… 基板
4… 光源部
5… 第1回転放物面
5a… 分割片
6‥ 第2回転放物面
6a… 分割片
7… 第3回転放物面
7a… 分割片
10… リフレクタ(マルチリフレクタ)
Claims (4)
- 1つの焦点及び一本の軸を共有し開き方向を同一方向とする複数の回転放物反射面を想定し、前記複数の回転放物反射面の夫々を前記軸を含む平面で該軸を中心として放射状に所定の角度で分割すると共に前記軸に垂直な平面で該軸に沿って所定の間隔で分割して碁盤目状に分割し、前記分割された各回転放物反射面の分割片を所定の順序で繋ぎ合わせてマルチリフレクタ構造としたリフレクタと、
発光色が異なる複数種のLEDチップを直線状に配列実装してなるLED光源を有し、
前記LED光源は、前記複数種のLEDチップの光出射面を前記リフレクタ側に向けた状態で前記複数種のLEDチップのうち1つが前記焦点の位置に位置すると共に、前記複数種のLEDチップの配列方向を前記軸に沿った方向としていることを特徴とする照明装置。 - 前記リフレクタは、互いに隣り合う分割片同士が異なる回転放物反射面による分割片からなっていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記LED光源を構成する前記複数種のLEDチップは、赤色光を発光する赤色LEDチップ、緑色光を発光する緑色LEDチップ及び青色光を発光する青色LEDチップであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明装置。
- 前記LED光源は、1つのパッケージに前記赤色LEDチップ、前記緑色LEDチップ及び前記青色LEDチップが実装されてなる3in1タイプであることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
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JP2019192401A (ja) * | 2018-04-20 | 2019-10-31 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
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---|---|---|---|---|
JP2006222413A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-24 | Omron Corp | 発光光源及び発光光源アレイ |
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2012
- 2012-06-11 JP JP2012132100A patent/JP2013257982A/ja active Pending
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