JP4070625B2 - 発光ダイオード投光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配光特性を可変にした発光ダイオード投光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、発光ダイオードを光源とする投光装置が開発され、実用に供されだした。この種の投光装置としては、例えば四角形の板状基板に複数の発光ダイオードを実装してなる発光ダイオードモジュール４個を互いに左右上下が隣接するように四角形状に配置するとともに、４個の発光ダイオードモジュールが隣接する中央部において、４個の発光ダイオードモジュールの互いに隣接する隅角部を前後方向へ同時に移動させるように構成されている。そして、各ダイオードモジュールを同一平面内に沿って配置したり、上記の移動により傾斜させたりすることにより、配光を可変にしたビデオ撮影用の小形、軽量のＬＥＤライト（商品名「Ｎライト」、ＮＥＰ株式会社販売）が知られている。
【０００３】
発光ダイオード投光装置は、従来のハロゲン電球や放電ランプを光源として用いる投光装置に採用されている集光レンズや反射鏡を用いる必要がないので、以下に示す利点がある。
光源が高温にならないので、従来のハロゲン電球や放電ランプにおけるような火傷、火災、光源の短寿命などによる照明演出への支障をきたす虞がない。
光源体積が小さいので、投光装置を小形、軽量化しやすい。そのため、取扱いが容易になる。
使用電力が少なくて済むので、電源容量が小さくなる。特に携帯形の投光装置にあっては、携帯用電源を小形化できるために、動きやすくなり、ビデオ撮影者やその補助者の負担が大幅に軽減される。
使用電力が少なくて済むのに伴って、照明制御のための点滅スイッチや制御回路部品が小形化され、電力損および発熱が少なくなり、これによって照明機材の磨耗故障率が低減し、長寿命で、高信頼性を得やすい。
調光制御においても、そのための制御回路部品が小形化され、電力損および発熱が少なくなり、これによって照明機材の磨耗故障率が低減し、長寿命で、高信頼性を得やすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の例のように従来の発光ダイオード投光装置は、上記のように多くの利点があるにもかかわらず、配光特性が変化するものの照度分布の均整度が甚だ低くなる。特にフラッド形の配光特性の場合、配光の中心部の照度低下が顕著になる。そのため、ビデオ撮影用などの照明手段として実用上問題があり、完成度の低いものであった。
【０００５】
本発明は、配光特性が可変であるとともに、それぞれの配光特性において照度分布の均整度が良好な発光ダイオード投光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の発光ダイオード投光装置は、板状の基板および板状の基板に実装された複数の発光ダイオードを備え、中心部に固定的に配設された第１の発光ダイオードモジュールと；板状の基板および板状の基板に実装された複数の発光ダイオードを備えた第２の発光ダイオードモジュールの複数が第１の発光ダイオードモジュールの周囲に環状に配設されるとともに、それぞれの第２の発光ダイオードモジュールが前記中心部からの放射方向に沿って傾動可能になっていて、かつ、多重環状に配置された複数の環状発光ダイオードモジュール群と；複数の第２の発光ダイオードモジュールをそれぞれの環状発光ダイオードモジュール群ごとに同期して傾動させて所望の位置で静止させる配光変更操作手段と；を具備していることを特徴としている。
【０００７】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【０００８】
＜第１の発光ダイオードモジュールについて＞ 第１の発光ダイオードモジュールは、中心部に固定的に配設されており、板状の基板および複数の発光ダイオードを備えている。
【０００９】
（板状の基板について） 板状の基板は、発光ダイオードを支持する機能を有していればよく、配線機能を備えていることは必ずしも重要ではない。例えば、板状の基板は、発光ダイオードの支持のみを行い、基板とは別に導線またはフレキシブル配線基板を用いて所要の配線を行うように構成することができる。この場合の一実施の形態として、発光ダイオードの挿入孔を有し、発光ダイオードを当該挿入孔に挿入して支持するようにした整列板を板状の基板として備えることも許容される。しかし、板状の基板として配線基板を用いることにより、発光ダイオードの支持と配線とを同時に行うことができるので、構造が簡単になるとともに、薄形化および軽量化を図るのに都合がよい。
【００１０】
また、板状の基板は、円形の配光特性を得る場合、発光ダイオードの実装の輪郭線が円形または正多角形、例えば正四角形などの形状をなしているように発光ダイオードの実装のための配線ランドなどを備えているように構成するのが好ましい。これに対して、四角形の配光特性を得る場合、上記輪郭線が四角形またはほぼ四角形になっているのが好ましい。なお、板状の基板自体の形状は自由である。
【００１１】
（発光ダイオードについて） 発光ダイオードは、その発光色が要求される色度に応じて選定される。投光装置において、一般的には白色光を投光するように構成されるので、発光ダイオードの発光によって白色光が投光されるように構成する。しかし、所望によりいわゆる有色光が投光されるように構成されることを許容する。発光ダイオード単体で所要の発光色が得られないとき、または所望により、複数色の発光を加色混光して所望の発光色を得るように構成することができる。例えば、白色光を得るには、ＲＧＢ３色の発光を行う３種類の発光ダイオードを用いて、これらを同時にまたは時分割的に点灯するように構成すればよい。なお、後者の場合、時分割点灯であっても、人の眼の残像効果により白色光として感じることができる。また、ＲＧＢ３色に加えて補助的に他の発光色の発光ダイオードを加えて色度を所望に補正することができる。あるいは、単体で白色光を発光する発光ダイオードを用いることもできる。
【００１２】
また、複数種の発光色の発光ダイオードを備えている場合に、発光色ごとに選択的に点灯することにより、多色の発光を切り換え可能に発生するように構成することもできる。
【００１３】
さらに、発光ダイオードは、レンズ形、表面実装形、集積形など多様な形態のものを用いることができる。なお、本発明において、「レンズ形」とは、プラスチックスレンズの内部に発光ダイオードチップを内蔵し、背面からリードワイヤが延在する構成である。「表面実装形」とは、延在するリードワイヤに代えて表面実装用の端子が背面およびまたは側面に形成されている。「集積形」とは、複数の発光ダイオードが単一の基板に配列されている構成である。
【００１４】
さらにまた、発光ダイオードは、狭角配光を有している。そこで、第１の発光ダイオードモジュールが担当する被照面の照度分布の均整度を良好にするために、リードワイヤタイプの発光ダイオードを用いる場合には、発光ダイオードの２本のリードワイヤを発光ダイオード投光装置の発光面の中心部を中心とする円周上にほぼ沿って配置されるように実装することができる。これにより、基板面に対する発光中心軸の向きを上記中心部に対する放射方向に沿って発光ダイオードの発光を分散または求心方向に調整することが可能になる。
【００１５】
さらにまた、第１の発光ダイオードモジュールは、発光ダイオードが狭角配光特性を有するので、配光特性のうち中心領域のように局部的で固定的な領域に対する投光を担当するのに好ましい。
【００１６】
（第１の発光ダイオードモジュールの配置について） 第１の発光ダイオードモジュールは、後述する複数の環状発光ダイオードモジュール群の中心部に配置されて、投光の配光特性の中央領域を担当するように構成すると設計が容易になる。本発明によれば、投光の際の配光特性は、後述するように例えばスポット形の配光から拡散形の配光までといった具合に、多様に変化させることができる。しかしながら、いずれの種類の配光特性においても配光の例えば中心部のように固定的な領域に対する投光は不変であるから、第１の発光ダイオードモジュールは、固定的に配設されることにより、この不変の固定的な配光領域に対する投光を担当する。しかし、要すれば、第１の発光ダイオードモジュールは、投光の配光特性の中央領域でないが、いずれの配光特性においても固定的に投光するような領域を担当するように構成することができる。
【００１７】
＜複数の環状発光ダイオードモジュール群について＞ 複数の環状発光ダイオードモジュール群は、それぞれが後述する複数の第２の発光ダイオードモジュールを環状に配設して構成される。そして、第１の発光ダイオードモジュールの周囲に多重で、しかも、ほぼ同心の環状をなすように配置されている。それぞれの環状発光ダイオードモジュール群を構成する第２の発光ダイオードモジュールの好ましい数は、５個以上、より好適には６個以上である。
【００１８】
環状発光ダイオードモジュール群の数は複数であるが、その数を所望により適宜設定することができる。例えば、環状発光ダイオードモジュール群が２つからなる場合、内側の環状発光ダイオードモジュール群は、第１の発光ダイオードモジュールの外側に最も近い位置において第１の発光ダイオードモジュールの周囲に配設される。これに対して、外側の環状発光ダイオードモジュール群は、内側の環状発光ダイオードモジュール群のさらに外側において、内側の環状発光ダイオードモジュール群の外周に接近する位置において、第１の発光ダイオードモジュールの周囲に配設される。その結果、内側の環状発光ダイオードモジュール群と外側の環状発光ダイオードモジュール群とは、多重環状をなすように配置される。
【００１９】
また、複数の環状発光ダイオードモジュール群は、第１の発光ダイオードモジュールとともに、ほぼ同一平面内に配置される。なお、「ほぼ同一平面」とは、発光ダイオード投光装置が薄形になる特徴を維持している範囲内で前後に位置がずれていることを許容する意味である。例えば、第１の発光ダイオードモジュールが環状発光ダイオードモジュール群の第２の発光ダイオードモジュールが傾動するのを阻害しないように、両者の位置を相対的に後退または前進させてずらすことができる。
【００２０】
さらに、環状発光ダイオードモジュール群の環の形状は、これを円環状、角形状、例えば四角形状など、得ようとする配光特性の形状に合わせて設定することができる。しかし、ビデオ撮影用やスタジオ用の発光ダイオード投光装置の場合、円形状の配光特性が要求されることが多いので、環状発光ダイオードモジュール群の環の形状は、円環状をなしているのが好ましい。
【００２１】
さらにまた、環状発光ダイオードモジュール群に配置される発光ダイオードの数は、第１の発光ダイオードモジュールに実装される発光ダイオードの数より多いとともに、一般的に多重環状配置の外側に位置する環状発光ダイオードモジュール群ほど多くなっているのがよい。すなわち、配光特性上の領域と、複数の環状発光ダイオードモジュール群とを正対する関係に構成すると設計が容易になるが、この場合、配光特性の外側の領域であるほど担当する投光領域の面積が大きくなる。したがって、配光特性内の照度の均整度を良好にするためには、面積の大きい投光領域を担当する環状発光ダイオードモジュール群から発生する光量を多くする必要がある。そのためには、例えば発光ダイオードの数を所要の光量に比例して増加するのがよい。これを実現するためには、多重環状配置の外側に位置する環状発光ダイオードモジュール群に用いる第２の発光ダイオードモジュールの面積をより多くの発光ダイオードを実装できるように相対的に大きくするか、第２の発光ダイオードモジュールの数を多くすればよい。以上を要約すれば、本発明において、相対的に内側に位置する環状発光ダイオードモジュール群より外側に位置する環状発光ダイオードモジュール群は、使用する第２の発光ダイオードモジュールの大きさまたは数を多くするのがよい。
（第２の発光ダイオードモジュールについて） 第２の発光ダイオードモジュールは、第１の発光ダイオードモジュールにおけるのと同様に板状の基板および複数の発光ダイオードを備えている。これらについては、第１の発光ダイオードモジュールにおいて説明したのと同様に構成することができる。しかし、基板の形状、大きさまたは第２の発光ダイオードモジュールの数および後述する傾動するための機構などについては、環状発光ダイオードモジュール群との関係において所要に決定することができる。例えば、内側の環状発光ダイオードモジュール群より外側の環状発光ダイオードモジュール群に用いる第２の発光ダイオードモジュールにおける基板の面積を大きするとともに、実装する発光ダイオードの数を多くする。また、所望により、内側の環状発光ダイオードモジュール群より外側の環状発光ダイオードモジュール群に用いる第２の発光ダイオードモジュールの数を多くすることもできる。この場合、基板の面積および発光ダイオードの実装数を内側の環状発光ダイオードモジュール群と外側の環状発光ダイオードモジュール群とでほぼ同じにすることができる。
【００２２】
また、第２の発光ダイオードモジュールは、第１の発光ダイオードモジュールが配置されている中心部からの放射方向に沿って傾動可能に構成されている。なお、「中心部からの放射方向に沿って傾動可能」とは、上記中心部からの放射方向に沿ってそこに実装されている発光ダイオードの発光が発散する方向への傾動と、反対に中心部に向かって求心または収斂する方向への傾動とを含む意味である。また、「傾動」とは、傾斜するための動作を意味する。第２の発光ダイオードモジュールを傾動可能に構成するための具体的な構造は、本発明において特段限定されない。例えば、第２の発光ダイオードモジュールをシャーシなどの基体にヒンジを介して軸支したり、スプリングによって片側を押し上げ方向へ偏倚させて上下方向に可動に取り付けたりすることにより、傾動可能に構成することができる。
【００２３】
さらに、本発明において、第２の発光ダイオードモジュールに配設される発光ダイオード単体の配光特性は、第２の発光ダイオードモジュールを傾動させることにより、投光装置の配光特性を変更するので、配光特性の変更を効果的に行うために、発光ダイオード単体の配光特性が狭角形である。なお、「狭角形の配光特性」とは、半値幅が２０°以内であることを意味する。しかし、好適には１０〜２０°の範囲である。
【００２４】
＜配光変更操作手段について＞ 配光変更操作手段は、複数の環状発光ダイオードモジュール群におけるそれぞれの複数の第２の発光ダイオードモジュールをそれぞれの環状発光ダイオードモジュール群ごとに同期して傾動させて所望の位置で静止させる手段であり、これによりスポット形配光と拡散形配光とを変更可能にする。また、配光変更操作手段は、投光装置の外部から操作して上記の動作を行わせることができるように構成されている。したがって、投光装置の使用者は、その使用に際して予め所望の配光特性になるように操作してから、使用を開始することができる。また、使用中に配光特性を変化し得るよう配光変更操作手段の操作部分を操作しやすい位置に配置することもできる。
【００２５】
また、配光変更操作手段は、複数の環状発光ダイオードモジュール群における第２の発光ダイオードモジュールを環状発光ダイオードモジュール群単位で同期して傾動させる。一例として２つの環状発光ダイオードモジュール群が２重環状配置を具備した投光装置における第２の発光ダイオードモジュールの傾動について説明をする。例えば、内側の環状発光ダイオードモジュール群における傾動の程度を相対的に大きく変化させるのに対して、外側の環状発光ダイオードモジュール群における傾動の程度を相対的に小さく変化させることができる。また、ある配光特性の場合には、上記のいずれか一方のみの環状発光ダイオードモジュール群における傾動を行わせ、他方の環状発光ダイオードモジュール群における傾動を行わせないようにすることもできる。しかし、複数の環状発光ダイオードモジュール群を全体として所定の位相関係で同期して傾動させるのが好ましい。そうすれば、複数の環状発光ダイオードモジュール群を単一の操作で所要に行うことができる。
【００２６】
さらに、配光変更操作手段は、カム機構を用いて第２の発光ダイオードモジュールの傾動を上述したように操作させるように構成することができる。また、カム機構を外部から操作するために、適当な操作子を配設することができる。例えば、レバー形操作子、ダイアル形操作子、出し入れ形操作子などを適宜選択して用いることができる。
【００２７】
さらにまた、配光変更操作手段は、配光特性が連続的に変化したり、あるいは段階的に変化したりするように構成することができる。
【００２８】
＜その他の構成について＞ 本発明の必須構成要素ではないが、以下の構成の全部または任意の組み合わせで一部を所望により選択的に付加することにより、投光装置の性能が向上したり、機能が付加されたりする。
１．（ハウジングについて） ハウジングは、第１の発光ダイオードモジュール、複数の環状発光ダイオードモジュール群および配光変更操作手段を内部に収納する手段であり、投光窓および配光変更操作手段の操作子を外部に露出させるための開口部を具備しているとともに、カメラのアクセサリーシューに装着する手段、手によるハンドル支持部またはスタジオ内などに取り付ける吊下げ手段などを備えている。なお、投光窓は、素通しの開口部であってもよいし、保護ガラスなどの透孔パネルを装着していてもよい。
２．（発光ダイオードの駆動回路について） 発光ダイオードの駆動回路は、第１および第２の発光ダイオードモジュールに装着された発光ダイオードを所要に付勢してこれを点灯するための手段であるが、この駆動回路を投光装置の内部に配設することができる。しかし、所望により、発光ダイオードの駆動回路は、投光装置から離間して配設されていてもよい。
３．（調光手段について） 調光手段は、第１および第２の発光ダイオードモジュールに装着された発光ダイオードを調光点灯させるための手段であり、発光ダイオードの駆動回路に並設したり、別体として配設したりすることができる。
４．（カラーフィルターについて） カラーフィルターは、投光の色温度を所望に変換する手段であり、これを発光ダイオード投光装置の投光部に着脱可能に装着することができる。
５．（バーンドアについて） バーンドアは、投光装置の配光をより一層正確に、かつ、強制的に規制する手段であり、投光装置の投光窓部の周囲に開閉自在に配設することができる。
６．（配光変更のリモートコントロール手段について） 配光変更のリモートコントロール手段は、配光変更操作手段を投光装置から遠隔した位置から操作する手段である。配光変更のリモートコントロール手段を備えていることにより、投光装置を所定の位置に配置したままでも、遠隔した位置から配光特性を自在に変更することができる。投光装置と操作位置との間を配線、例えばリモートコントロール専用線、電源線、電話回線または光ケーブルなどを介して行う構成でもよいし、ワイヤレス、例えば赤外線、無線または超音波などを用いて行う構成であってもよい。
＜本発明の作用について＞ 本発明においては、上記の構成を備えていることにより、配光特性変更手段を操作すれば、発光ダイオード投光装置の発光面の中心部に配設されている第１の発光ダイオードモジュールの周囲に多重環状に配置された複数の環状発光ダイオードモジュール群の全体にわたり、しかも、それぞれの環状発光ダイオードモジュール群ごとに複数の第２の発光ダイオードモジュールを同期して、所望の程度に傾動させることが可能であるから、第２の発光ダイオードモジュールによる発光の向きを、発光ダイオード投光装置として配光特性の要求する程度に傾けたり垂直にしたりして、所望に設定することができる。その結果、例えばスポット形の配光特性から拡散形の配光特性までといった具合に幅広く配光特性を設定することができる。
【００２９】
しかも、多重環状に配置された複数の環状発光ダイオードモジュール群のそれぞれを構成する第２の発光ダイオードモジュールがそれぞれ複数、好適には５個以上であるから、配光特性の全体領域を多数のセグメントに細分して、そのセグメントごとに配光をきめ細かく調整することが可能になるので、投光により得られた配光は、その照度分布の均整度が良好になっている。
【００３０】
また、本発明においては、投光装置の発光面の中心部に固定的に配設された第１の発光ダイオードモジュールからの投光が投光装置から投射される光の一部に含まれているので、第１の発光ダイオードモジュールからの投光が、いずれの種類の配光特性であっても、例えば配光の中心部のように、配光特性の変化にかかわらず必要照度が常に不変の、したがって固定的な領域に対する投光を担当するように作用する。その結果、いずれの配光特性においても、中心部を含めてより一層照度分布が均一になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１ないし図８は、本発明の発光ダイオード投光装置における一実施の形態としての携帯用の発光ダイオード投光装置を示し、図１は正面図、図２は中央縦断面図、図３は第１および第２の発光ダイオードモジュールにおける板状の基板の正面図、図４は配光変更動作を説明するための要部正面図で、図４（ａ）はスポット形の配光特性時、図４（ｂ）は拡散形の配光特性時、図５は同じく要部底面図で、図５（ａ）はスポット形の配光特性時、図５（ｂ）は拡散形の配光特性時、図６は同じく要部側面図で、図６（ａ）はスポット形の配光特性時、図６（ｂ）は拡散形の配光特性時、図７はスポット形の配光特性時における第１および第２の発光ダイオードモジュールを側面から見た配置図、図８は拡散形の配光特性時における第１および第２の発光ダイオードモジュールを側面から見た配置図である。
【００３３】
発光ダイオード投光装置は、第１の発光ダイオードモジュール１、第１および第２の環状発光ダイオードモジュール群２、３、シャーシ４、配光変更操作手段５、ハウジング６、回路手段７、ならびに調光操作手段８を具備している。
【００３４】
＜第１の発光ダイオードモジュール１＞ 第１の発光ダイオードモジュール１は、板状の基板１１および板状の基板１１に実装された複数の発光ダイオード１２を備え、図１において、発光面の中心部に固定的に配設されている。
【００３５】
板状の基板１１は、図３に示すように、横長四角形であるが、配線基板からなり、中心部に１組の配線ランド１１ａおよびその周囲おける円の軌跡に沿って４組の配線ランド１１ｂが形成され、左右に取付孔１１ｃを備えている。
【００３６】
複数の発光ダイオード１２は、図１に示すように、中心部に１個および周囲に４個が、それぞれ上記配線ランド１１ａ、１１ｂに実装されている。なお、中心部の発光ダイオード１２ａは、板状の基板１１に対して垂直に実装されているが、周囲の４個の発光ダイオード１２ｂは、上記の円の外側へ向かって若干傾斜して実装されている。
【００３７】
そうして、第１の発光ダイオードモジュール１は、板状の基板１１の取付孔１１ｃを利用して後述するシャーシ４に固定されている。
【００３８】
＜第１の環状発光ダイオードモジュール群２＞ 第１の環状発光ダイオードモジュール群２は、図１に示すように、第１の発光ダイオードモジュール１の周囲に環状に配設されていて、８個の第２の発光ダイオードモジュール２０を環状に配置することにより構成されている。
【００３９】
第２の発光ダイオードモジュール２０は、板状の基板２１および板状の基板２１に実装された複数の発光ダイオード２２を備えている。
【００４０】
板状の基板２１は、図３に示すように、配線基板からなり、やや細い台形をなしている。そして、図３において、４段構成で上から１組、２組、３組、３組と全部で９組の配線ランド２１ａが形成され、また左右の側縁に傾動の際の枢支用として半円形をなす一対の切欠２１ｂを備えている。
【００４１】
複数の発光ダイオード２２は、図１に示すように、９個であり、板状の基板２１の各配線ランド２１ａに実装されている。なお、発光ダイオード２２は、図７に示すように、上下方向の中間に位置するものは板状の基板２１に対して垂直に実装されているが、上限両端部の発光ダイオード２２は、中心部に対する放射方向の内側および外側へ向かって若干傾斜して実装されている。また、図７において、上から２段目の発光ダイオードは、図２に示すように、後述するボス部４ａのある部位であるため、図示を省略している。
【００４２】
そうして、第１の環状発光ダイオードモジュール群２における第２の発光ダイオードモジュール２０は、板状の基板２１における半円形の切欠２１ｂを利用して後述するシャーシ４に傾動可能に取り付けられている。なお、傾動を可能にする機構については後述する。
【００４３】
＜第２の環状発光ダイオードモジュール群３＞ 第２の環状発光ダイオードモジュール群３は、図１に示すように、第１の環状発光ダイオードモジュール群２の周囲に環状に配設されていて、８個の第２の発光ダイオードモジュール３０を環状に配置することによって構成されている。
【００４４】
第２の発光ダイオードモジュール３０は、板状の基板３１および板状の基板３１に実装された複数の発光ダイオード３２を備えている。
【００４５】
板状の基板３１は、図３に示すように、相対的に大きな配線基板からなり、幅広の台形をなしている。すなわち、板状の基板３１は、その台形の上辺の長さが第１の環状発光ダイオードモジュール群２の板状の基板２１の底辺の長さにほぼ等しい。そして、図３において、３段構成で上から４組、５組、６組と全部で１５組の配線ランド３１ａが形成され、また左右の側縁に傾動の際の枢支用として半円形をなす一対の切欠３１ｂを備えている。
【００４６】
そうして、第１の環状発光ダイオードモジュール群２と、第２の環状発光ダイオードモジュール群３とで楔状に配置された配線基板が形成され、この楔状の配線基板の８組が第１の発光ダイオードモジュール１の周囲に配置され、かつ、それぞれに発光ダイオード１２、２２、３２が実装されることによって、円形の発光面が形成される。
【００４７】
複数の発光ダイオード３２は、図１に示すように、全部で１５個であり、板状の基板３１のそれぞれの配線ランド３１ａに実装されている。なお、発光ダイオード３２は、図７に示すように、上下方向の中間に位置するものは板状の基板３１に対して垂直に実装されているが、上限両端部の発光ダイオード３２は、中心部に対する放射方向の内側および外側へ向かって若干傾斜して実装されている。
【００４８】
そうして、第２の環状発光ダイオードモジュール群３における第２の発光ダイオードモジュール３０は、板状の基板３１における左右の半円形の切欠３１ｂを利用して後述するシャーシ４に傾動可能に取り付けられている。
【００４９】
＜第２の発光ダイオードモジュール２０、３０の傾動を可能にする構成＞ 第２の発光ダイオードモジュール２０、３０の傾動を可能にする構成は、基本的に同様の構造からなる。以下、第２の発光ダイオードモジュール３０の構成を中心にしながら第２の発光ダイオードモジュール２０、３０の傾動のための構成について説明する。
【００５０】
すなわち、図６に示すように、第２の発光ダイオードモジュール３０の板状の基板３１は、シャーシ４から起立する一対のボス部４ａの間に左右の切欠３１ｂの部分で緩く挟持されるとともに、図６において右側の端部の下面とシャーシ４との間に圧縮コイルスプリング４ｂが介在される。なお、図中符号４ｂ１は、圧縮スプリング４ｂの座屈防止用のボスで、シャーシ４から起立して、圧縮スプリング４ｂの内部に緩く挿入している。また、図６において左側の端部の下面には、摺動子３１ｃが固定されている。シャーシ４から互いに離間して起立する一対のボス部４ａは、上部に径小のネック部４ａ１が形成されており、このネック部４ａ１に板状の基板３１の切欠３１ａを緩く係合させ、さらにネック部４ａ１の上端にねじ４ａ２をねじ込んで、板状の基板３１が外れないように抜け止めを施している。
【００５１】
なお、第１の環状発光ダイオードモジュール群２における第２の発光ダイオードモジュール２０を傾動させるための構成は、上述のように基本的に同様であるので、符号の上桁に２を付して下位桁の符号を同じにして示す。
【００５２】
そうして、第２の発光ダイオードモジュール３０がシャーシ４から起立する一対のボス部４ａの間に取り付けられた状態において、板状の基板３１は、圧縮コイルスプリング４ｂによって、図６（ｂ）に示すように、右側が圧縮コイルスプリング４ｂによって押し上げられて傾くように構成されている。これに対して、図６（ａ）に示すように、板状の基板３１の下面に配設された摺動子３１ｂが圧縮コイルスプリング４ｂのばね力に抗して押し上げられると、圧縮コイルスプリング４ｂが圧縮されるので、第２の発光ダイオードモジュール３０は、反対側へ傾いてシャーシ４に対して平行になる方向へ傾けることができる。
【００５３】
＜シャーシ４＞ シャーシ４は、発光面の中心に配設された回動軸（図示しない。）を中心に回動可能に配設されている。なお、回動軸は、固定板９に取り付けたボス部９ａの上部に形成されたネック部により構成されており、さらにネック部に上からねじ９ｂをねじ込むことにより、シャーシ４の抜け止めを施している。
【００５４】
＜配光変更操作手段５＞ 配光変更操作手段４は、第２の発光ダイオードモジュール２０、３０をそれぞれの環状発光ダイオードモジュール群２、３ごとに同期して傾動させて所望の位置で静止させる手段であるが、図４に示すように、上記シャーシ４、静止板５１、２列のカム５２、５３および回動レバー５４からなる。
【００５５】
静止板５１は、シャーシ４の表面に載置されているが、固定されて静止状態に保持される。また、シャーシ４が回動した際にシャーシ４から起立するボス部４ａおよび圧縮コイルスプリング４ｂの回動動作が静止板５１によって阻害されないようにボス部４ａおよびボス４ｂ１が緩く通過する通過孔５１ａ、５１ｂ、５１ｃなどが形成されている。
【００５６】
２列のカム５２、５３は、シャーシ４が回動したときに、第２の発光ダイオードモジュール２０、３０における板状の基板２１、３１の下面に配設されたそれぞれの摺動子２１ｂ、３１ｂがそのカム面を摺接するように配設されている。すなわち、カム５２は、第２の発光ダイオードモジュール２０における摺動子２１ｂに摺接する。また、カム５３は、第２の発光ダイオードモジュール３０における摺動子３１ｂに摺接する。
【００５７】
また、カム５２と５３とは、シャーシ４の回動角に対してそれぞれ所定の配光特性が得られるように、それぞれに対して適切なカム特性を設定することができるようになっている。例えば、図５（ａ）に示すように、カム５３は、テーパーが相対的に大きく、しかも、長く形成されていて、図において左端が静止板５１の板面にほぼ接している。これに対して、カム５２は、テーパーが相対的に小さくて、しかも、短く形成されていて、静止板５１の板面に達する以前に終了している。
【００５８】
回動レバー５４は、基端がシャーシ４の周縁と一体になっていて、先端が後述するハウジング６の外部へ延在している。また、回動レバー５４の先端には、操作子５４ａが形成されている。
【００５９】
そうして、操作子５４ａを操作して回動レバー５４を時計回りに図４（ａ）の位置まで回動させると、これと一体化されたシャーシ４も一緒に回動するのに対して、静止板５１が静止状態を保持するので、図５（ａ）に示すように、静止板５１のカム５２に対して、第１の環状発光ダイオードモジュール群２の第２の発光ダイオードモジュール２０の摺動子２１ｂがカム５２の最も高い位置に摺接する。また、同様に静止板５１のカム５３に対して、第２の環状発光ダイオードモジュール群３の第２の発光ダイオードモジュール３０の摺動子２１ｂがカム５３の最も高い位置に摺接する。その結果、図６（ａ）に示すように、第２の発光ダイオードモジュール２０、３０がともにシャーシ４に対して平行となり、傾きがなくなるので、図７に示すようなスポット形の配光が得られる。
【００６０】
また、図４（ｂ）の位置まで操作子５４ａを操作して回動レバー５４を反時計回りに回動させると、これと一体化されたシャーシ４が一緒に回動するのに対して、静止板５１が静止状態を保持するので、図５（ｂ）に示すように、静止板５１のカム５２に対して、第１の環状発光ダイオードモジュール群２の第２の発光ダイオードモジュール２０の摺動子２１ｂがカム５２の最も低い位置で摺接する。これに対して、静止板５１のカム５３に対して、第２の環状発光ダイオードモジュール群３の第２の発光ダイオードモジュール３０の摺動子２１ｂはカム５３に摺接しない位置になる。その結果、図６（ｂ）に示すように、第２の発光ダイオードモジュール２０がシャーシ４に対して緩く傾斜した状態となり、また、第２の発光ダイオードモジュール３０がシャーシ４に対して著しく傾斜した状態となり、傾きが大きくなるので、図８に示すような拡散形の配光が得られる。
【００６１】
また、配光変更操作手段５の回動レバー５４の操作子５４ａを操作して図４の（ａ）と（ｂ）の中間位置に位置させると、図７と図８の中間の配光特性を得ることができる。
【００６２】
＜ハウジング６＞ ハウジング６は、図１および図に示すように、第１の発光ダイオードモジュール１、第１および第２の環状発光ダイオードモジュール群２、３およびシャーシ４をその内部に収納し、また配光変更操作手段５の殆どをその内部に収納するとともに、後述する回路手段７および調光操作手段８を収納する。
【００６３】
また、ハウジング６は、プラスチックスの成形品からなり、例えば２つ割りなど分割構成として、成形を容易にすると同時に上記の各構成要素の組み込みを容易にしている。本実施の形態においては、図２に示すように、前面枠６ａと、箱状部６ｂとでハウジング６が構成されている。
【００６４】
さらに、ハウジング６は、発光面に対向する位置に投光窓６ｃを備えていて、投光を阻害しないように構成されている。そして、投光窓６ｃには、透明ガラス板６ｂを装着している。
【００６５】
さらにまた、ハウジング６には、配光変更操作手段５の操作子５４ａや後述する調光操作手段８の操作子８ａが露出する部位を背面下部に備えているとともに、図２における底部に握りなどを取り付けるための凹部６ｅを備えている。
【００６６】
＜回路手段７＞ 回路手段７は、複数の発光ダイオード２２、３２を駆動および調光するための手段であり、ハウジング６内に配設されている。
【００６７】
＜調光操作手段８＞ 調光操作手段８は、回路手段７を制御して発光ダイオード２２、３２を調光状態に操作するための手段であり、スライド形の可変抵抗器を備えていて、その操作子８ａがハウジング６の背面の調光操作手段８の操作子８ａの上部に露出している。
【００６８】
なお、図１において、４０は電源コードであり、図示を省略している電源コードの先端は携帯用バッテリー電源に接続する。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、中心部に固定的に配設されて配光特性のうち固定的な領域を投光する第１の発光ダイオードモジュールと、それぞれが複数の第２の発光ダイオードモジュールからなる環状発光ダイオードモジュール群の複数が、第１の発光ダイオードモジュールの周囲に多重でほぼ同心的に配設されており、各環状発光ダイオードモジュール群はそこに実装されている発光ダイオードの数が第１の発光ダイオードモジュールに実装されている発光ダイオードの数より多いとともにそれぞれの第２の発光ダイオードモジュールが前記中心部からの放射方向に沿って傾動可能になっている複数の環状発光ダイオードモジュール群と、それぞれの環状発光ダイオードモジュール群ごとに複数の第２の発光ダイオードモジュールを同期して傾動させて所望の位置で静止させる配光変更操作手段とを具備していることにより、配光特性がスポット形配光と拡散形配光とに変更可能であるとともに、それぞれの配光特性において照度分布の均整度が良好な発光ダイオード投光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光ダイオード投光装置における一実施の形態としての携帯用の発光ダイオード投光装置を示す正面図
【図２】 同じく中央縦断面図
【図３】 同じく第１および第２の発光ダイオードモジュールにおける板状の基板の正面図
【図４】 同じく平行変更動作を説明する要部正面図で、図４（ａ）はスポット形の配光特性時、図４（ｂ）はフラッド形の配光特性時
【図５】 同じく要部底面図で、図５（ａ）はスポット形の配光特性時、図５（ｂ）はフラッド形の配光特性時、
【図６】 同じく要部側面図で、図６（ａ）はスポット形の配光特性時、図６（ｂ）はフラッド形の配光特性時
【図７】 同じくスポット形の配光特性時における第１および第２の発光ダイオードモジュールを側面から見た配置図
【図８】 同じくフラッド形の配光特性時における第１および第２の発光ダイオードモジュールを側面から見た配置図
【符号の説明】
１…第１の発光ダイオードモジュール、２…第１の環状発光ダイオードモジュール群、３…第２の環状発光ダイオードモジュール群、４…シャーシ、４ａ…ボス部、４ｂ…圧縮コイルスプリング、５…配光変更操作手段、６…ハウジング、７…回路手段、８…調光操作手段、１１…板状の基板、１２…発光ダイオード、２０…第２の発光ダイオードモジュール、２１…板状の基板、２２…発光ダイオード、３０…第２の発光ダイオードモジュール、３１…板状の基板、３１ｃ…摺動子、３２…発光ダイオード、５１…静止板、５２…カム、５３…カム

Claims (1)

1. 板状の基板および板状の基板に実装された狭角配光特性を有する複数の発光ダイオードを備え、中心部に固定的に配設され、配光特性のうち固定的な領域を投光するように配設された第１の発光ダイオードモジュールと；
   それぞれが複数の第２の発光ダイオードモジュールからなる環状発光ダイオードモジュール群の複数が、第１の発光ダイオードモジュールの周囲に多重でほぼ同心的に配置されており、各環状発光ダイオードモジュール群はそこに実装されている発光ダイオードの数が第１の発光ダイオードモジュールに実装されている発光ダイオードの数より多いとともに、第２の発光ダイオードモジュールが、板状の基板および板状の基板に実装された狭角配光特性を有する複数の発光ダイオードを備えており、それぞれの第２の発光ダイオードモジュールが前記中心部からの放射方向に沿って傾動可能になっていて、かつ、配光特性の外側の領域を投光する複数の環状発光ダイオードモジュール群と；
   複数の第２の発光ダイオードモジュールをそれぞれの環状発光ダイオードモジュール群ごとに所定の位相関係で同期して傾動させて所望の位置で静止させることによりスポット形配光と拡散形配光とを変更可能な配光変更操作手段と；
   を具備していることを特徴とする発光ダイオード投光装置。

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