JP2017174756A - Luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、照明装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a lighting device.
スタジオや舞台、美術館などにおいて、一部分を集中して照明するスポットライトが知られている。このようなスポットライトは、光源と遮光部材と凸レンズとを備えている。その光源から発された光は、その遮光部材に形成された開口部を通過して、その凸レンズにより集光されることにより、照明される結像面に結像される(特許文献1参照)。このようなスポットライトは、高効率に照明することが要求される。 Spotlights that illuminate part of a studio, stage, or museum are known. Such a spotlight includes a light source, a light shielding member, and a convex lens. The light emitted from the light source passes through an opening formed in the light shielding member, and is condensed by the convex lens, thereby forming an image on an illuminated imaging surface (see Patent Document 1). . Such a spotlight is required to be illuminated with high efficiency.
本発明が解決しようとする課題は、高効率に照明する照明装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an illumination device that illuminates with high efficiency.
実施形態に係る照明装置は、複数の光源とカッターと光学素子とレンズとを具備している。その複数の光源は、1つの基板に実装され、互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。そのカッターは、開口部が形成されている。その光学素子は、そのカッターのうちのその開口部を包含する領域に、その複数の光源からそれぞれ発される複数の光を集光する。そのレンズは、その光学素子により集光された光のうちのその開口部を通過した光を結像面に結像させる。 The illumination device according to the embodiment includes a plurality of light sources, a cutter, an optical element, and a lens. The plurality of light sources are mounted on one substrate and are respectively arranged at a plurality of different positions. The cutter has an opening. The optical element condenses a plurality of lights respectively emitted from the plurality of light sources in a region including the opening of the cutter. The lens forms an image on the imaging plane of the light collected by the optical element and having passed through the opening.
以下で説明する実施形態に係る照明装置1は、複数の光源18とカッター5と光学素子6、41、51、61とレンズ3とを具備している。複数の光源18は、1つの基板17に実装され、互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。カッター5は、開口部8が形成されている。光学素子6、41、51、61は、カッター5のうちの開口部8を包含する領域に、複数の光源18からそれぞれ発される複数の光を集光する。レンズ3は、光学素子6、41、51、61により集光された光のうちの開口部8を通過した光を結像面に結像させる。
The lighting device 1 according to the embodiment described below includes a plurality of
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置の光学素子は、その複数の光を屈折させることにより集光する集光レンズ6、41から形成されている。
Moreover, the optical element of the illuminating device according to the embodiment described below is formed of condensing
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置の集光レンズは、その複数の光をそれぞれ屈折させる複数の集光レンズ41から形成されている。
Moreover, the condensing lens of the illuminating device which concerns on embodiment described below is formed from the some
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置の光学素子は、その複数の光を反射させることにより集光するリフレクタ51、61から形成されている。
Moreover, the optical element of the illuminating device which concerns on embodiment described below is formed from the
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置のリフレクタは、その複数の光をそれぞれ反射させる複数のリフレクタ61から形成されている。
Moreover, the reflector of the illuminating device which concerns on embodiment described below is formed from the some
以下、図面を参照して、実施形態に係る照明装置を説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。 Hereinafter, an illumination device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[実施例1の照明装置]
図1は、実施例1の照明装置1を示す図である。照明装置1は、図1に示されているように、光源装置2と結像レンズ3とカッター装置5と集光レンズ6とを備え、図示されていないベースを備えている。光源装置2は、ベースに固定されている。光源装置2は、ユーザの操作により光を発する。結像レンズ3は、凸レンズから形成されている。結像レンズ3は、光源装置2から発される光に照らされるように光源装置2の前方に配置され、その凸レンズの光軸7が光源装置2に交差するように、配置されている。結像レンズ3は、さらに、光軸7に平行に平行移動可能にベースに支持されている。結像レンズ3は、さらに、光源装置2から所定の位置だけ離れた位置に配置されるように、ベースに固定されている。
[Lighting Device of Example 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating an illumination device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the illumination device 1 includes a
カッター装置5は、可視光を透過しない材料から形成され、板状に形成され、開口部8が形成されている。カッター装置5は、光軸7に垂直である平面に沿うように光源装置2と結像レンズ3との間に配置され、光軸7に平行に平行移動可能にベースに支持されている。カッター装置5は、結像レンズ3から所定の位置だけ離れた位置に配置されるように、ベースに固定されている。カッター装置5は、さらに、図示されていない複数のカッター羽根を備えている。複数のカッター羽根は、それぞれ、可視光を透過しない材料から形成され、板状に形成されている。複数のカッター羽根は、カッター装置5に沿うように開口部8の周囲に配置され、カッター装置5に沿って移動することができるように、カッター装置5に支持されている。カッター装置5は、複数のカッター羽根が移動されることにより、開口部8の形状が変化する。
The
集光レンズ6は、凸レンズから形成されている。集光レンズ6は、結像レンズ3の光軸7に交差するように、光源装置2とカッター装置5との間に配置されている。集光レンズ6は、さらに、光軸7に平行に平行移動可能にベースに支持されている。集光レンズ6は、さらに、光源装置2から所定の位置だけ離れた位置に配置されるように、ベースに固定されている。
The
図1は、さらに、照明装置1により照明されるスクリーン11を示している。スクリーン11は、平坦である結像面12が形成されている。スクリーン11は、照明装置1から所定の距離だけ離れた位置に、結像面12が光軸7に垂直になるように配置されている場合で、照明装置1により照明されたときに、結像面12に投射光14が結像される。投射光14の形状は、開口部8の形状に対応する。
FIG. 1 further shows a
[複数の光源]
図2は、光源装置2を示す平面図である。光源装置2は、図2に示されているように、LEDモジュール16を備えている。LEDモジュール16は、光源装置2のうちの結像レンズ3に対向する面に配置されている。LEDモジュール16は、チップオンボード(COB:Chip On Board)型のモジュールであり、基板17と複数の光源18とを備えている。基板17は、平坦である板状に形成されている。複数の光源18は、それぞれ、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)から形成されている。複数の光源18は、基板17の一方の面のうちの互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置され、基板17に実装されている。複数の光源18は、それぞれ、基板17から電力が供給されることにより発光する。
[Multiple light sources]
FIG. 2 is a plan view showing the
複数の光源18は、複数の白色光源と複数の赤色光源と複数の緑色光源と複数の青色光源とから形成されている。その複数の白色光源は、光源装置2に制御されることにより、それぞれ白色の光を発する。その複数の赤色光源は、光源装置2に制御されることにより、それぞれ赤色の光を発する。その複数の緑色光源は、光源装置2に制御されることにより、それぞれ緑色の光を発する。その複数の青色光源は、光源装置2に制御されることにより、それぞれ青色の光を発する。赤色の光は、青色の光より波長が長い光である。緑色の光は、青色の光より波長が長い光である。白色の光は、赤色の光と緑色の光と青色の光とを含んでいる。
The plurality of
光源装置2は、ユーザの操作により、複数の白色光源から発される白色光の強度と複数の赤色光源から発される赤色光の強度と複数の緑色光源から発される緑色光の強度と複数の青色光源から発される青色光の強度とを互いに独立に調整する。照明装置1は、複数の光源18から発される光の強度がこのように調整されることにより、投射光14の色を様々な色に調整することができる。
The
[複数の光源から出た光が結像面に結像する光路]
図3は、複数の光源18から発された光が結像面12に結像する光路を示す光路図である。複数の光源18から発された光31は、図3に示されているように、集光レンズ6に入射する。集光レンズ6に入射した光は、屈折し、集光される。集光レンズ6により集光された光32は、一部の光がカッター装置5の開口部8を通過し、残りの光がカッター装置5により遮光される。開口部8を通過した光は、一部が結像レンズ3に入射する。結像レンズ3に入射した光は、結像レンズ3により形成されている屈折面で屈折する。結像レンズ3により屈折した光は、結像面12を照明し、結像面12に結像される。結像面12に結像された投射光14の形状は、カッター装置5の開口部8の形状に相似である。
[Optical path where light from multiple light sources forms an image on the image plane]
FIG. 3 is an optical path diagram showing an optical path in which light emitted from a plurality of
集光レンズ6は、集光レンズ6により集光された光32が領域33を照明するように、形成されている。領域33は、カッター装置5の開口部8が形成され得る領域を包含するように、設計されている。すなわち、集光レンズ6は、カッター装置5が開口部8を最大化した場合でも、複数の光源18から発された光31が開口部8の全域に照らされるように、形成されている。
The
集光レンズ6が設けられていないときに複数の光源18から発された光34は、カッター装置5のうちの領域35を照明する。領域35は、領域33を包含し、領域35の面積は、領域33の面積より大きい。
このため、集光レンズ6により集光された光32のうちの開口部8を通過する光の光量は、光34のうちの開口部8を通過する光の光量に比較して、大きい。すなわち、照明装置1は、集光レンズ6が設けられていることにより、集光レンズ6が設けられていないときに比較して、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量より多くすることができる。照明装置1は、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることにより、結像レンズ3に入射する光の光量を多くすることができ、結像面12を照明する光の光量を多くすることができる。その結果、照明装置1は、単位消費電力当たりに結像面12を照明する光の光量を増加させることができ、結像面12を高効率に照明することができる。
For this reason, the amount of light passing through the
ところで、実施例1の照明装置1の結像レンズ3は、1つの凸レンズから形成されているが、複数の凸レンズから形成されてもよい。実施例1の照明装置1は、複数の凸レンズから形成されている他の結像レンズに結像レンズ3が置換された場合でも、集光レンズ6が設けられることにより、結像面12を高効率に照明することができる。
By the way, although the imaging lens 3 of the illuminating device 1 of Example 1 is formed from one convex lens, it may be formed from a plurality of convex lenses. The illuminating device 1 according to the first embodiment increases the
さらに、実施例1の照明装置1のカッター装置5は、開口部8の形状が可変であるが、開口部8の形状が固定されてもよい。実施例1の照明装置1は、開口部8の形状が固定されている他のカッター装置にカッター装置5が置換された場合でも、集光レンズ6が設けられることにより、結像面12を高効率に照明することができる。
Furthermore, although the shape of the
さらに、実施例1の照明装置1の光源装置2は、COB型のLEDモジュール16を備えているが、COB型と異なる他の構造のLEDモジュールを備えてもよい。そのLEDモジュールとしては、セラミックや樹脂などで成形したキャビティの中に配置されたLEDチップが1つの基板に複数実装された表面実装(SMD:Surface Mount Device)型のLEDモジュールが例示される。照明装置1は、このようなLEDモジュールが適用された場合でも、集光レンズ6が設けられることにより、結像面12を高効率に照明することができる。
Furthermore, although the
さらに、実施例1の照明装置1の光源装置2は、発する光の色が互いに異なる4種の光源を備えているが、何種類でもよく、たとえば、1種の光源のみを備えていてもよい。照明装置1は、光源装置2がこのような光源装置に置換された場合でも、集光レンズ6が設けられることにより、結像面12を高効率に照明することができる。
Furthermore, the
[実施例2の照明装置]
図4は、実施例2の照明装置を示す側断面図である。実施例2の照明装置は、図4に示されているように、既述の実施例1の照明装置1の集光レンズ6が複数の集光レンズ41に置換されている。複数の集光レンズ41は、複数の光源18に対応し、それぞれ、凸レンズから形成されている。複数の集光レンズ41のうちの任意の光源42に対応する1つの集光レンズ43は、光源42から発される光に照らされるように光源42の前方に配置され、光源装置2に固定されている。光源42から発される光44は、集光レンズ43に入射する。集光レンズ43に入射した光は、屈折し、集光される。集光レンズ43により集光された光45は、領域35のうちの領域33を除く領域に照射されないで、カッター装置5の領域33に照射される(図3参照)。すなわち、集光レンズ43は、光44が領域33に当たるように、かつ、光44が領域35のうちの領域33を除く領域に当たらないように、形成されている。
[Lighting Device of Example 2]
FIG. 4 is a side cross-sectional view illustrating the lighting apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the illuminating device of the second embodiment has the condensing
このため、複数の集光レンズ41により集光された光のうちの開口部8を通過する光の光量は、複数の集光レンズ41が設けられていないときに複数の光源18から発された光46のうちの開口部8を通過する光の光量に比較して、大きい。すなわち、実施例2の照明装置は、既述の実施例1の照明装置1と同様にして、複数の集光レンズ41が設けられていることにより、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることができる。実施例2の照明装置は、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることにより、結像レンズ3に入射する光の光量を多くすることができ、結像面12を照明する光の光量を多くすることができる。その結果、実施例2の照明装置は、単位消費電力当たりに結像面12を照明する光の光量を増加させることができ、結像面12を高効率に照明することができる。
For this reason, the light quantity of the light which passes through the
[実施例3の照明装置]
図5は、実施例3の照明装置を示す側断面図である。実施例3の照明装置は、図5に示されているように、既述の実施例1の照明装置1の集光レンズ6がリフレクタ51に置換されている。リフレクタ51は、概ねすり鉢状に形成され、可視光が反射する反射面52が内側の面に形成されている。リフレクタ51は、そのすり鉢の底に複数の光源18が配置されるように光源装置2の前方に配置され、光源装置2に固定されている。複数の光源18から発される光53は、一部がカッター装置5の領域33に直接に照射され、他の一部がリフレクタ51の反射面52に入射される。リフレクタ51の反射面52に入射された光は、反射して、一部がカッター装置5の領域33に照射される。すなわち、リフレクタ51は、複数の光源18から発される光53の一部が領域33に直接に照射されるように、かつ、複数の光源18から発される光53のうちの反射面52を反射した光54が領域33に照射されるように、形成されている。
[Lighting Device of Example 3]
FIG. 5 is a side cross-sectional view illustrating the lighting apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, the illuminating device according to the third embodiment has the
このため、領域33に照射される光の光量は、リフレクタ51が設けられていないときに複数の光源18から発された光55のうちの領域33に照射される光の光量に比較して、リフレクタ51の反射面52で反射して領域33に照射される光54の分だけ大きい。開口部8を通過する光の光量は、領域33に照射される光の光量が増加することにより、増加する。すなわち、実施例3の照明装置は、リフレクタ51が設けられていることにより、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることができる。実施例3の照明装置は、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることにより、結像レンズ3に入射する光の光量を多くすることができ、結像面12を照明する光の光量を多くすることができる。その結果、実施例3の照明装置は、単位消費電力当たりに結像面12を照明する光の光量を増加させることができ、結像面12を高効率に照明することができる。
For this reason, the amount of light irradiated to the
[実施例4の照明装置]
図6は、実施例4の照明装置を示す側断面図である。実施例4の照明装置は、図6に示されているように、既述の実施例1の照明装置1の集光レンズ6が複数のリフレクタ61に置換されている。複数のリフレクタ61は、複数の光源18に対応している。複数のリフレクタ61のうちの任意の光源62に対応する1つのリフレクタ63は、概ねすり鉢状に形成され、可視光が反射する反射面64が内側の面に形成されている。リフレクタ63は、そのすり鉢の底に光源62が配置されるように光源装置2の前方に配置され、光源装置2に固定されている。光源62から発される光65は、一部がカッター装置5の領域33に直接に照射され、他の一部がリフレクタ63の反射面64に入射される。リフレクタ63の反射面64に入射した光は、反射して、一部がカッター装置5の領域33に照射される。すなわち、リフレクタ51は、光源62から発される光65の一部が領域33に直接に照射されるように、かつ、複数の光源18から発される光65のうちの反射面64を反射した光66が領域33に照射されるように、形成されている。
[Lighting Device of Example 4]
FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating the lighting apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the illuminating device according to the fourth embodiment has the
このため、領域33に照射される光の光量は、複数のリフレクタ61が設けられていないときに複数の光源18から発された光67のうちの領域33に照射される光の光量に比較して、複数のリフレクタ61の各々の反射面64で反射して領域33に照射される光66の分だけ大きい。開口部8を通過する光の光量は、領域33に照射される光の光量が増加することにより、増加する。すなわち、実施例4の照明装置は、複数のリフレクタ61が設けられていることにより、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることができる。実施例4の照明装置は、カッター装置5の開口部8を通過する光の光量を多くすることにより、結像レンズ3に入射する光の光量を多くすることができ、結像面12を照明する光の光量を多くすることができる。その結果、実施例4の照明装置は、単位消費電力当たりに結像面12を照明する光の光量を増加させることができ、結像面12を高効率に照明することができる。
For this reason, the light quantity irradiated to the area |
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 :照明装置
2 :光源装置
3 :結像レンズ
5 :カッター装置
6 :集光レンズ
8 :開口部
18:複数の光源
41:複数の集光レンズ
51:リフレクタ
61:複数のリフレクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Illuminating device 2: Light source device 3: Imaging lens 5: Cutter device 6: Condensing lens 8: Aperture 18: Multiple light sources 41: Multiple condensing lenses 51: Reflector 61: Multiple reflectors
Claims (5)
開口部が形成されるカッターと;
前記カッターのうちの前記開口部を包含する領域に、前記複数の光源からそれぞれ発される複数の光を集光する光学素子と;
前記光学素子により集光された光のうちの前記開口部を通過した光を結像面に結像させるレンズと;
を具備する照明装置。 A plurality of light sources mounted on a single substrate and respectively disposed at a plurality of different positions;
A cutter in which an opening is formed;
An optical element for condensing a plurality of lights respectively emitted from the plurality of light sources in a region including the opening of the cutter;
A lens that forms an image on the imaging surface of the light collected by the optical element that has passed through the opening;
A lighting device comprising:
請求項1に記載の照明装置。 The illuminating device according to claim 1, wherein the optical element is formed of a condensing lens that condenses the plurality of lights by refracting them.
請求項2に記載の照明装置。 The illuminating device according to claim 2, wherein the condenser lens includes a plurality of condenser lenses that refract the plurality of lights.
請求項1に記載の照明装置。 The illumination device according to claim 1, wherein the optical element is formed of a reflector that collects light by reflecting the plurality of lights.
請求項4に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 4, wherein the reflector includes a plurality of reflectors that respectively reflect the plurality of lights.
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