JP2014038790A

JP2014038790A - 照明装置

Info

Publication number: JP2014038790A
Application number: JP2012181325A
Authority: JP
Inventors: Naoto Tokuhara; 直人徳原
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-02-27

Abstract

【課題】狭角から広角までの配光を移動機構を用いることなく実現でき、また、バンドアによる遮光のエッジ効果も良好な照明装置を提供する。
【解決手段】相対的に広角の配光にて照明する場合には、配光角が６０°の固体発光素子７‐１を点灯する。このとき一部の領域への照明を阻止するには、この領域に対応するバンドア５を制御して所定角度器具本体１の投光開口６側に傾斜させる。このとき固体発光素子７‐１は光源部７の中央部に位置しているから、その照射光とバンドア５の先端部とが成す角度は小さくなる。
【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は、固体発光素子を光源とし、照射領域をバンドアで制御可能な照明装置に関する。

舞台やスタジオ等で用いられる照明装置として、照射領域の一部を所望に遮光するために、器具本体の投光開口側にバンドアを設けたものが知られている。

また、このような照明装置において、配光角を狭角から広角にまで変化可能な照明装置が知られている。従来の光源がハロゲンランプの場合には、ランプ、反射体、レンズ等の光学系の相対位置関係を変更することにより、狭角から広角までの配光を実現するものであった。

一方、近年、上記のような照明装置の光源としてもＬＥＤのような固体発光素子が用いられるようになってきている。このような固体発光素子を用いた照明装置における配光角制御手段として、複数個の固体発光素子からの光を一点に集中させ、前面のレンズの位置を変更するものが提案されている（特許文献１）。

また、固体発光素子として相対的に広角配光の固体発光素子と相対的に狭角配光の固体発光素子とを交互に配置し、これらの広角配光または狭角配光の固体発光素子を選択的に点灯または調光点灯制御することにより、狭角から広角までの配光を実現することも考えられる。

特開２００５−１４２００５号公報

特許文献１のものは、光源からの光が１点に集中するよう配光制御しかつレンズを介することで光のロスが生じ、照明効率が低下する問題がある。また、レンズの移動機構が必要等の理由により器具本体が大形化する問題がある。

異に配光角の固体発光素子を組合わせて用いるものは、上記の問題は生じないが、バンドアで照射領域を制御しようとする場合に、十分なバンドア効果を得られないことがある。

この理由を図６を参照して説明する。図６は、固体発光素子の配置とバンドアによる遮光との関係を示す概略図で、６０‐１は広角配光の固体発光素子、６０‐２は狭角配光の固体発光素子、６１はバンドアである。図６のように、広角配光の固体発光素子６０‐１を光源部全域にすなわち広く配置すると、固体発光素子６０‐１からの光とバンドア６１の先端とが成す角度が大きい固体発光素子６０‐１が存在する（図６おいて左側の固体発光素子６０‐１）ことになる。

このため、バンドア６１で遮光されることなく遮光すべき領域に洩れる光の量が多くなるとともに、洩れる領域が広範囲になる。この結果、本来、同図７の実線に示すような遮光特性を得たいにもかかわらず、同図の破線Ｂに示すような遮光エッジの切れの甘い遮光特性になってしまうものであった。なお、図７において、縦軸は被照射領域の明るさ、横軸は被照射領域を示している。Ｃ部分が照射領域と遮光領域との境を意味する。

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、狭角から広角までの配光を移動機構を用いることなく実現でき、しかも、バンドアによる遮光のエッジの切れ（以下、エッジ効果とも称する。）も良好な照明装置を提供することを目的とする。

本発明における一実施形態の照明装置は、照明器具本体、照明器具本体の投光側に設けられ照射領域を制御可能なバンドア、光源部および光源部を点灯制御可能な点灯制御部を有している。光源部は、複数個の固体発光素子の集合からなり、照明器具本体にバンドアによって照射領域を制御される関係に設けられ、中央側に相対的に広角配光の固体発光素子、周辺側に相対的に狭角配光の固体発光素子を配置してなる。そして、点灯制御部は、光源部の固体発光素子を個別またはグループ別に点灯制御可能になっている。

本発明において、バンドアは、照射領域を制御可能であればその形状、個数は限定されるものではない。

光源部を構成する固体発光素子は、好適にはＬＥＤ（発光ダイオード）であるがその他半導体レーザ、有機ＥＬ素子等その他の素子であってもよい。また、発光色は、白色の他、任意の発光色でもよいし、異なる色の混合であってもよい。

また、固体発光素子の配光特性は、固体発光素子自体の特性の選定によってもよいし、固体発光素子に所定配光特性のレンズ等の光学部品を組合わせることにより、所要の配光特性としてもよい。

また、点灯制御部は、光源部を構成する固体発光素子を個別に制御するものであってもよいし、同じ配光特性のものをグループ化しこのグループ別に制御するものであってもよい。さらに、近接する配光特性の発光素子をグループ化して、グループ別制御するものであってもよい。すなわち、照明装置として要求される配光特性に応じて固体発光素子を個別に、または、グループ化して制御することが可能である。

本発明の一実施形態によれば、配光角の異なる固体発光素子を組合わせ、かつ、広角の固体発光素子を光源部の中央部に配置したので、バンドアで遮光する場合に遮光部のエッジの切れをシャープにすることができる。また、固体発光素子を選択的に点灯制御することにより、狭角から広角までの配光を得ることができる。

本発明の一実施形態である照明装置の概略正面図。同じく斜視図。同じく点灯制御部を示すブロック図。同じく固体発光素子の配置とバンドアによる遮光との関係を示す概略図。本発明の他の実施形態である照明装置の概略正面図。従来技術における固体発光素子の配置とバンドアによる遮光との関係を示す概略図。バンドアによる光遮断状態を示す概念図。固体発光素子の一例を示す断面図。

以下、図を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態である照明装置の概略正面図、図２は同じく斜視図、図３は同じく点灯制御部を示すブロック図、図４は同じく固体発光素子の配置とバンドアによる遮光との関係を示す概略図である。

照明器具本体１は、例えばアーム２、吊ボルト３、軸４等により天井側から、水平角および垂直角を調整可能に吊下げられるようになっている。この器具本体１の投光側にはバンドア５が設けられている。バンドア５は例えば４枚の平板状部材によって構成されており、それぞれが投光開口６を角度調整自在に開閉可能に設けられている。

光源部７はバンドア５によって照射領域を制御される関係に照明器具本体１に設けられている。例えば、照明器具本体１の内側前方に投光開口６に略正対して設けられている。なお、光源部７は照明器具本体１の内部ではなく、外部に支持されるものであってもよい。

光源部７は図１に示すように、中央部に広配光の固体発光素子７‐１、その周辺に向かうに従い狭配光の固体発光素子７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を順次配置している。具体的には、配光角が６０°の固体発光素子７‐１、配光角５０°の固体発光素子７‐２、配光角４０°の固体発光素子７‐３、配光角３０°の固体発光素子７‐４、配光角２０°の固体発光素子７‐５がそれぞれ所要の明るさに応じて複数個、中央側から周辺部に配置されている。

例えば、固体発光素子７‐１は中央部に略壺形状を成すように配置され、固体発光素子７‐２は固体発光素子７‐１の配置領域の周囲に配置されている。また、固体発光素子７‐３、および７‐４は、固体発光素子７‐２の周囲に概略交互に点在するように配置されている。さらに、固体発光素子７‐５は、光源部７の四隅部および図１において左右の最外部の中間に配置されている。なお、上記配光角は、１／１０ビーム角を意味している。

つぎに、各固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５は、配光角が同じ固体発光素子のグループ毎に点灯制御されるようになっている。

各固体発光素子の点灯制御部１０は、図３に示すように、例えば商用電源１１の出力電圧を整流、平滑化した直流電源１２から給電されて各固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を点灯制御するＤＣ／ＤＣ変換部１３、…を有している。これらＤＣ／ＤＣ変換部１３は、スイッチング装置を含み、各固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を定電流、定電圧、定電力等で点灯制御する一方、調光操作卓等からなる制御部１４からの制御信号に応じて対応する固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５への供給電力を制御する。

すなわち、各固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を点滅および／または調光制御する。例えば、配光角が６０°の固体発光素子７‐１のみを点灯する。また、配光角が２０°の固体発光素子７‐５のみを点灯する。さらには、中間の配光角の固体発光素子のみを点灯する。あるいは隣接するグループの幾つかを点灯する。これにより、狭角から広角までの配光を実現することができる。

また、各グループの固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を調光点灯することにより、所望の照度を得ることが可能である。さらに、狭角から広角までの配光を変化させる際に、調光機能を用いてクロスフェードすることにより、配光変化の移行をスムーズに行うことができる。

なお、点灯制御部１０（具体的には各ＤＣ／ＤＣ変換部１３）への制御信号は、例えばＤＭＸ等の信号であり、この制御信号には、照明器具本体１の位置調整制御信号を含ませることが可能である。この制御信号の伝送は、有線伝送によらず無線伝送とすることもできる。この場合、例えば図２に示すように、赤外線リモコン等の送信機１５により送信するようにすればよい。

つぎに、本実施形態の作用を説明する。固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を選択点灯することにより、移動機構を用いなくても、所望の配光の照明を得ることができる。また、各固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５を調光制御することにより、所望の明るさでの点灯やクロスフェードを行うことができる。

そして、相対的に狭角の配光にて照明する場合には、配光角が２０°の固体発光素子７‐５または配光角３０°の固体発光素子７‐４あるいはこれらの近傍のグループの固体発光素子７‐４を点灯、調光点灯する。これにより、スポットライトとして使用することができる。

スポットライトとして使用する場合、一般的には照射領域を制御することがないため、バンドア５による遮光は行われない。

中角的配光で照明する場合には、配光角５０°の固体発光素子７‐２、配光角４０°の固体発光素子７‐３、配光角３０°の固体発光素子７‐４を選択的に、あるいは任意に組合わせて点灯、調光点灯する。

さらに、相対的に広角の配光にて照明（ブロードな照明）する場合には、配光角が６０°の固体発光素子６‐１またはこれの近傍のグループの固体発光素子７‐２を選択的にあるいは組合わせて点灯、調光点灯する。これにより、広角の照明器具として使用することができる。

この場合、一部領域への照明を阻止したいことがあると、この領域に対応するバンドア５を制御して所定角度器具本体１の投光開口６側に傾斜させる。したがって、一部領域への照明光がバンドアにより遮断される。

この遮断の状況を図４を参照して説明する。図４において、配光角が６０°の固体発光素子７‐１は光源部７の中央部に位置しているから、その照射光がバンドア５の先端部と成す角度は小さくなっている。したがって、バンドア５によって遮光されるエッジは図６の破線Ａに示すものとなり、従来の破線Ｂに比較して鋭いものになる。

なお、配光角５０°の固体発光素子７‐２の点灯時においても、この固体発光素子７‐２は相対的に中央側に位置していること、および固体発光素子７‐２の配光角が５０°と狭いことと相まって、照射光とバンドア先端部とが成す角度を小さくでき、やはり、エッジ効果を良好なものとすることができる。

また、配光角４０°の固体発光素子７‐３、配光角３０°の固体発光素子７‐４、配光角２０°の固体発光素子７‐５の点灯時には、一般的にはバンドアによる光制御を行わないと考えられる。しかし、仮にバンドアを使用したとしても、上述の説明から、同様にエッジ効果を良好なものにできることが容易に類推できる。

つぎに、本発明の第２の実施形態を説明する。図５は、本発明の第２の実施形態の照明装置を示す概略正面図である。第１の実施形態と同じまたは対応する部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態は、バンドア５が図５において左右一対の場合である。この場合には、光源部７の固体発光素子７‐１、７‐２、７‐３、７‐４、７‐５は一対のバンドアに挟まれる中央部に広配光の固体発光素子７‐１が略瓢箪形状に配置され、その右側に配光角５０°の固体発光素子７‐２が、左側に配光角４０°の固体発光素子７‐３が配置されている。さらに、配光角５０°の固体発光素子７‐２の右側には、配光角２０°の固体発光素子７‐５が配置され、配光角４０°の固体発光素子７‐３の左側には、配光角３０°の固体発光素子７‐４が配置されている。したがって、図５における上下方向には同じ配光角の固体発光素子がライン状に配置されている。

本実施形態においてバンドア５によって遮光されるのは、図５の左右方向である。この場合においても、遮光のエッジ効果を良好にできることは第１の実施形態と同様である。

なお、固体発光素子の配光特性は、固体発光素子自体の特性の選定によってもよいし、一例として図８に示すように、発光素子８０に所定配光特性のレンズ８１を組合わせることにより、所要の配光特性としてもよい。すなわち、レンズ８１の反射面８２や出射面８３等の設計により、配光角を制御可能である。なお、所要の配光特性とする手段としてはレンズに限られず、プリズム、反射体等他の部材を用いてもよい。

また、配光角６０°〜配光角２０°は一例にすぎず、照明装置の使用目的に応じて任意に配光角に設定可能であり、同じく広角配光から狭角配光までの段数も２種類以上任意に選定可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態を中心に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、各種の変形を許容するものである。

１…照明器具本体、５…バンドア、７…光源部、７‐１〜７‐５…固体発光素子、１０…点灯制御部。

Claims

照明器具本体と；
照明器具本体の投光側に設けられ照射領域を制御可能なバンドアと；
複数個の固体発光素子の集合からなり、照明器具本体にバンドアによって照射領域を制御される関係に設けられ、中央側に相対的に広角配光の固体発光素子、周辺側に相対的に狭角配光の固体発光素子を配置してなる光源部と；
光源部の固体発光素子を個別またはグループ別に点灯制御可能な点灯制御部と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
前記バンドアは相対向して一対設けられ、前記光源部は一対のバンドアによって照射領域を制御される関係に設けられ、中央側に相対的に広角配光の固体発光素子を非バンドア設置方向にライン状に、周辺側に相対的に狭角配光の固体発光素子を非バンドア設置方向にライン状に配置してなるものであることを特徴とする請求項１記載の照明装置。