JP4291026B2 - 無影灯 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光を照明域へ集光するようにした無影灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無影灯としては、複数のＬＥＤを集めることで１つの大きな光源を形成し、その光源の後方に反射ミラーを配し、ＬＥＤからの光を反射ミラーで反射させてから、ＬＥＤの前方の照明域に集光させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
光源にＬＥＤを用いることで、光源が高温にならないために高温対策を採る必要がなく、また、光源の寿命が長くなり、さらに、無影灯を軽量かつ薄型にすることができるという利点がある。
【０００３】
また、各ＬＥＤに対してＬＥＤからの配光を個別に制御するレンズ部を１つずつ設けておき、各ＬＥＤからの光をレンズ部によって所定の照射距離の領域に集光させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、特許文献３には、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤの点灯個数の割合を変更し、各ＬＥＤからの光を混光することで、所望の照明色を得るようにした技術も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第３０８４１７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０６３５６号公報
【特許文献３】
特開２００２−３５２９６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１に係る技術においては、ＬＥＤからの光を反射ミラーで反射させてから、照明域に集光させるようにしているため、光量損失が少なからず生じ、十分な光量を得るには多くのＬＥＤを必要とするので、コストが嵩み、また、光源が大きいので、照明域に集光させ難いという問題点があった。
【０００７】
また、前記特許文献２に係る技術では、ＬＥＤが広い範囲に配されている場合は、広い範囲に配された各ＬＥＤからの光を各レンズ部によって所定の領域にそれぞれ集光させるために、様々な形状のレンズ部を用意し、そのレンズ部をそれぞれ所定位置に固定する必要があって、レンズ部の製造コストや組立コストが嵩むという問題点があった。
さらに、前記特許文献３に係る技術では、所定の照明色を変更するために、各ＬＥＤの点灯個数を変更すると、照度も変化してしまうおそれがあって、使い勝手がよくないという問題点もあった。
【０００８】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、複数のＬＥＤを基板の表面に沿って広がるように配し、光学系によって各ＬＥＤからの光を照明域全体へ個々に集光させるようにして、少数のＬＥＤであっても十分な光量を得るようにして、コストを低減することができ、また、光源を小さくして、光源からの光を照明域に集光させ易くすることができる無影灯を提供することを目的としている。また、集光レンズの製造コストや組立コストを低減することができ、使い勝手がよい無影灯を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］光源からの光を照明域（Ｓ１）へ集光させるようにしたものであり、基板（２０）と光学系（３０）とを備えた無影灯において、
前記光源は、複数のＬＥＤ（４０）を含み、
前記無影灯の裏面（１５）は、金属材によって鏡面に形成され、
前記無影灯の背後を照明するための補助照明灯（６０）を備えている
ことを特徴とする無影灯。
【００１６】
［２］光源からの光を照明域（Ｓ１）へ集光させるようにしたものであり、基板（２０）と光学系（３０）とを備えた無影灯において、
前記光源は、複数のＬＥＤ（４０）を含み、
前記複数のＬＥＤ（４０）は、前記基板（２０）の表面（２１）に沿って広がるように配され、
前記基板（２０）の表面（２１）は、前記照明域（Ｓ１）とは反対の方向へ凹入した曲面（２２）を備え、
前記曲面（２２）は、該曲面（２２）に配置されるＬＥＤ（４０）の光軸（Ｌ２）の方向を前記照明域（Ｓ１）に向けるように形成され、
前記光学系（３０）は、前記基板（２０）の表面（２１）に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズ（３２）と、該複数の集光レンズ（３２）を前記複数のＬＥＤ（４０）にそれぞれ対応するようにして支持するためのレンズ支持部材（３３）とを備え、
前記レンズ支持部材（３３）は、前記複数の集光レンズ（３２）の各光軸（Ｌ２）を前記複数のＬＥＤ（４０）の各光軸（Ｌ２）にそれぞれ一致させるように形成され、
前記無影灯の裏面（１５）は、金属材によって鏡面に形成され、
前記無影灯の背後を照明するための補助照明灯（６０）を備えている
ことを特徴とする無影灯。
【００１８】
［３］前記複数のＬＥＤ（４０）は、マトリクス状に並べられ、
前記集光レンズ（３２）は、集光レンズ（３２）の正面から前方に突出している複数の前方凸レンズ部（３２ｂ）と、集光レンズ（３２）の背面から後方に突出している複数の後方凸レンズ部（３２ｃ）とを含み、
前記複数の前方凸レンズ部（３２ｂ）は、前記ＬＥＤ（４０）の並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、
前記複数の後方凸レンズ部（３２ｃ）は、前記各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている
ことを特徴とする［２］に記載の無影灯。
【００２８】
［４］前記集光レンズ（３２）は、前記ＬＥＤ（４０）からの放射エネルギーの高い光を前記照明域（Ｓ１）の周縁部（Ｓ１４）に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を前記照明域（Ｓ１）の中央部（Ｓ１３）に集光させるように形成されている
ことを特徴とする［２］または［３］に記載の無影灯。
【００２９】
［５］前記レンズ支持部材（３３）と前記集光レンズ（３２）とは一体的に形成され、
前記レンズ支持部材（３３）の正面側または背面側の少なくとも一方には、遮光材（３６）が塗布されている
ことを特徴とする［２］，［３］または［４］の何れかに記載の無影灯。
【００３０】
［６］前記複数のＬＥＤ（４０）は、２以上の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を集めて成るＬＥＤモジュール（４０Ｍ）の複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤ（４０ｒ）とを含む
ことを特徴とする［１］〜［５］の何れかに記載の無影灯。
【００３１】
次に本発明の作用を説明する。
無影灯は、その裏面（１５）が金属材によって鏡面に形成され、無影灯の背後を照明するための補助照明灯（６０）を備えているので、無影灯を裏表逆にすることで、鏡として用いることができる。このとき、補助照明灯（６０）を点灯することで、鏡に写る対象を照らすことができる。
複数のＬＥＤ（４０）が基板（２０）の表面（２１）に沿って広がるように配されているものでは、基板（２０）の表面（２１）に複数のＬＥＤ（４０）をほぼ均一に分散するように並べてもよく、基板（２０）の表面（２１）に複数のＬＥＤ（４０）を縦横各々所定個のマトリクス状に配列してもよい。複数のＬＥＤ（４０）を並べたり、配列したりすることで、複数のＬＥＤ（４０）が嵩張らず、ＬＥＤ（４０）の基板（２０）を小さくでき、無影灯の小型化が図れる。一般的に、複数のＬＥＤ（４０）は、照明域（Ｓ１）の形状に対応して配される。例えば、照明域（Ｓ１）が矩形状、円形状であれば、複数のＬＥＤ（４０）は矩形状、円形状になるように配される。
【００３２】
光学系（３０）は各ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）全体へ個々に集光させる。各ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）に集光させることで、十分な光量を得ることができる。また、ＬＥＤ（４０）の各々は小さい光源であるから、光学系（３０）によってＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）に集光させ易くなる。光学系（３０）には集光レンズ（３２）および反射鏡（３５）が含まれる。
【００３３】
複数のＬＥＤ（４０）を正面から覆うための正面カバー（３１）を備え、光学系（３０）が複数の集光レンズ（３２）を含み、複数の集光レンズ（３２）が各ＬＥＤ（４０）に対応してそれぞれ配され、正面カバー（３１）と一体的に形成してもよく、この場合、複数の集光レンズ（３２）と正面カバー（３１）とは、具体的には、透光性を有する樹脂材を用いて成形型により、一体的に形成される。例えば、集光レンズ（３２）は正面カバー（３１）の何れの位置に形成されても、集光レンズ（３２）の光軸が照明域（Ｓ１）の中央部を通るようにするためには、集光レンズ（３２）の形成される位置によって、集光レンズ（３２）の向きを変える必要があるから、正面カバー（３１）が平面である場合、その平面に沿って配される複数の集光レンズ（３２）の各形状は異なるものになる。
【００３４】
集光レンズ（３２）がＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）の手前で１点に集めるように配してもよく、この場合、焦点距離の短い、外径の小さな集光レンズ（３２）を用いることで、ＬＥＤ（４０）からの光は照明域（Ｓ１）の手前で１点に集まってから照明域（Ｓ１）全体に向かって広がるようになる。外径の小さな集光レンズ（３２）を用いることができるので、隣接する集光レンズ（３２）間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ（４０）間の距離が短くなって、無影灯を小型にすることができる。
【００３５】
光学系（３０）は、集光レンズ（３２）に代えて反射鏡（３５）を用いるようにしてもよく、集光レンズ（３２）と共に反射鏡（３５）を用いるようにしてもよい。
【００３６】
集光レンズ（３２）に代えて反射鏡（３５）を用いる場合には、照明域（Ｓ１）外に向かって出射するＬＥＤ（４０）からの光を反射して、照明域（Ｓ１）内に向けるように反射鏡（３５）を形成する。反射鏡（３５）を集光レンズ（３２）と共に用いる場合には、集光レンズ（３２）の外に向かって出射するＬＥＤ（４０）からの光を反射して、集光レンズ（３２）へ向けるように反射鏡（３５）を形成する。それにより、ＬＥＤ（４０）からの光がほぼ全て照明域（Ｓ１）に集光することになり、十分の光量を得ることができる。例えば、反射鏡（３５）が凹面鏡に類似したものであるとき、反射鏡（３５）の鏡軸が照明域（Ｓ１）の中央部を通るように、各反射鏡（３５）を配置する。
【００３７】
反射鏡（３５）がＬＥＤ（４０）からの光を反射して照明域（Ｓ１）の手前で１点に集めるように形成してもよく、この場合、例えば、反射鏡（３５）が凹面鏡に類似したものであるとき、焦点距離の短い、外径の小さな反射鏡（３５）を用いることで、ＬＥＤ（４０）からの光は照明域（Ｓ１）の手前で１点に集まってから照明域（Ｓ１）全体に向かって広がるようになる。外径の小さな反射鏡（３５）を用いることで、隣接する反射鏡（３５）間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ（４０）間の距離が短くなって、無影灯を小型にすることができる。
【００３８】
基板（２０）の表面（２１）が照明域（Ｓ１）とは反対の方向へ凹入した曲面（２２）を備え、曲面（２２）が、その曲面（２２）に配置されるＬＥＤ（４０）の光軸の方向を照明域（Ｓ１）の中央部に向けるように形成してもよく、基板（２０）の表面（２１）に沿ってＬＥＤ（４０）を配する場合、例えば、ＬＥＤ（４０）を基板（２０）の表面（２１）に実装するだけで、ＬＥＤ（４０）の光軸の方向が照明域（Ｓ１）の中央部を向くようになる。また、このとき、ＬＥＤ（４０）の光軸と集光レンズ（３２）の光軸や反射鏡（３５）の光軸とを合わせるようにすればよい。
【００３９】
また、正面カバー（３１）が照明域（Ｓ１）とは反対の方向へ凹入した凹入面（３１ａ）を備え、凹入面（３１ａ）が、正面カバー（３１）に一体的に形成される集光レンズ（３２）の光軸の方向を照明域（Ｓ１）の中央部に向けるように形成してもよく、前述したように、集光レンズ（３２）の形成される位置によって、集光レンズ（３２）の向きを変える必要があるが、正面カバー（３１）が凹入面（３１ａ）になっているから、各集光レンズ（３２）の向きを積極的に変えなくても、集光レンズ（３２）を正面カバー（３１）の凹入面（３１ａ）に沿って配すれば、その集光レンズ（３２）の光軸の方向が照明域（Ｓ１）の中央部を向くようになり、複数の集光レンズ（３２）の各形状を異ならせる必要がなく、正面カバー（３１）と一体的に形成される集光レンズ（３２）を同一形状のものにすることができる。
【００４０】
光学系（３０）は、基板（２０）の表面（２１）に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズ（３２）と、複数の集光レンズ（３２）を複数のＬＥＤ（４０）にそれぞれ対応するようにして支持するためのレンズ支持部材（３３）とを含み、レンズ支持部材（３３）は、複数の集光レンズ（３２）の各光軸（Ｌ２）を複数のＬＥＤ（４０）の各光軸（Ｌ２）にそれぞれ一致させるように形成されているものでは、集光レンズ（３２）をレンズ支持部材（３３）に装着すれば、集光レンズ（３２）の光軸（Ｌ２）とＬＥＤ（４０）の光軸（Ｌ２）とが一致するように、例えば、レンズ支持部材（３３）全体を基板（２０）の表面（２１）と同じように曲面（２２）に形成したり、また、例えば、集光レンズ（３２）を装着するための装着孔を形成したりすればよいので、ＬＥＤ（４０）の配される位置に対応させて様々な形状の集光レンズ（３２）を用意する必要がなく、複数の集光レンズ（３２）に同一のものを用いることができ、集光レンズ（３２）の製造コストや組立コストを低減することができる。
【００４１】
複数のＬＥＤ（４０）が２以上のグループ（Ｇ１１、Ｇ１２）に分けられ、照明域（Ｓ１）はグループ（Ｇ１１、Ｇ１２）に受け持たれる領域である受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）を含むようにしてもよく、この場合、グループ（Ｇ１１、Ｇ１２）に係るＬＥＤ（４０）からの光は、集光レンズ（３２）によって受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）にそれぞれ集光する。隣接する受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）同士は互いに重なり合うようになっていてもよく、互いに重ならないようになっていてもよい。
【００４２】
例えば、受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の中央部（Ｓ１３）の照度よりその中央部（Ｓ１３）の周囲である周縁部（Ｓ１４）の照度が低くなるような場合に、隣り合う受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）において、受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の周縁部（Ｓ１４）同士を重なり合うようにして照度を上げるようにすれば、照明域（Ｓ１）全体の均整度を上げることができる。
【００４３】
集光レンズ（３２）は、集光レンズ（３２）の正面から前方に突出している前方凸レンズ部（３２ｂ）と、集光レンズ（３２）の背面から後方に突出している後方凸レンズ部（３２ｃ）とを含むものでは、前方凸レンズ部（３２ｂ）の複数がＬＥＤ（４０）の並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、後方凸レンズ部（３２ｃ）の複数が各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されているので、複数の集光レンズ（３２）を個々に形成し、個々に組み立てることなく、一体的に形成し、一度にまとめて組み立てることができる。
【００４４】
前方凸レンズ部（３２ｂ）および後方凸レンズ部（３２ｃ）の各々は、互いに異なる曲率で前方および後方にそれぞれ突出していて、ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）に集光させるように形成してもよく、例えば、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）が矩形状である場合に、ＬＥＤ（４０）からの光を後方凸レンズ部（３２ｃ）で一方向（例えば、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の短手方向）に集光させ、さらに、前方凸レンズ部（３２ｂ）で他方向（例えば、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の長手方向）に集光させるようにすれば、各ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）に集光させることができる。
【００４５】
複数のＬＥＤ（４０）が赤、緑、青の各色を発光するＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）を含むものでは、ＬＥＤ（４０）制御手段は、ＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）をそれぞれ点灯制御して、ＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）からの光束の総量を一定のままにし、ＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）からの光束の比率を変えることで、色温度を調整するようにしてもよく、この場合、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。
【００４６】
複数のＬＥＤ（４０）は、２以上の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を集めて成るＬＥＤモジュール（４０Ｍ）の複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤ（４０ｒ）を含むものでは、例えば、白色ＬＥＤ（４０ｗ）を点灯しただけでは赤色の成分が不足していることから、赤い物体が黄色っぽく見える場合に、赤色ＬＥＤ（４０ｒ）を点灯させることで、赤色の物体を本来の色に見せることができ、演色性が高まる。
【００４７】
複数のＬＥＤ（４０）は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を含み、各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）は、同じ系統で１箇所に集まらないように配してもよく、この場合、各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を点灯制御することで、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）への電流を制御することで、色温度を変えるようにしてもよい。
【００４８】
無影灯の裏面（１５）側に光源からの熱を無影灯の外へ放出するための放熱部材（５０）を配してもよく、この場合、光源であるＬＥＤ（４０）からの赤外光は少なく、ＬＥＤ（４０）から生じる熱量は少なめであるが、放熱部材（５０）によって、無影灯の裏面（１５）側から放熱することで、ＬＥＤ（４０）の耐久性を上げることができる。無影灯の裏面（１５）が金属材によって平らな面に形成されているものでは、例えば、アルミニウム材によって平らな裏面（１５）を形成すれば、無影灯の裏面（１５）側からの放熱効果を高めることができ、放熱部材（５０）をわざわざ設けないで済む。
【００５０】
ＬＥＤ（４０）は、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）のいずれか１つの形状に対応する形にＬＥＤ（４０）の発光分布がなるように形成してもよく、この場合、ＬＥＤ（４０）からの光を単に集光させるだけで、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）に照射させることができ、特殊なレンズを使う必要がない。
【００５１】
集光レンズ（３２）は、ＬＥＤ（４０）からの光を略正方形の領域（Ｓ１５）に照射するように形成され、集光レンズ（３２）の２以上は、互いに集まることでレンズモジュール（３２Ｍ）を構成し、レンズモジュール（３２Ｍ）が照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）のいずれか１つの形状に対応する形状に形成されてもよく、この場合、集光レンズ（３２）を集めて適当な形のレンズモジュール（３２Ｍ）にするだけで、レンズモジュール（３２Ｍ）の形に対応した照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）にＬＥＤ（４０）からの光を集光させることができる。また、レンズモジュール（３２Ｍ）の複数を集めて、適当な形にすることで、その形に対応した照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）にＬＥＤ（４０）からの光を集光させることもできる。
【００５２】
集光レンズ（３２）は、ＬＥＤ（４０）からの放射エネルギーの高い光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の周縁部（Ｓ１４）に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の中央部（Ｓ１３）に集光させるように形成されているものでは、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の中央部（Ｓ１３）および周縁部（Ｓ１４）の各照度がほぼ同じになり、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の均整度を上げることができる。
【００５３】
集光レンズ（３２）とレンズ支持部材（３３）とを一体的に形成し、レンズ支持部材（３３）の背面あるいは表面に遮光材（３６）を塗布したものでは、集光レンズ（３２）とレンズ支持部材（３３）とは、透光性を有する材料によって一体成形され、その後に、レンズ支持部材（３３）の背面あるいは表面側に遮光材（３６）が塗布される。集光レンズ（３２）とレンズ支持部材（３３）とを一体成形することで、それらを別々に製造して組み立てる必要がない。
【００５４】
集光レンズ（３２）とＬＥＤ（４０）との間にＬＥＤ（４０）からの熱を放出するための放熱用の隙間（ＳＬ）を形成し、集光レンズ（３２）をレンズ支持部材（３３）からＬＥＤ（４０）の方へ突出してＬＥＤ（４０）に近接させることにより、ＬＥＤ（４０）からの熱を放熱用の隙間（ＳＬ）に放出させて、ＬＥＤ（４０）を過熱させないようにしてもよい。これにより、ＬＥＤ（４０）の耐久性を高めＬＥＤ（４０）からの光のほぼ全部を集光レンズ（３２）に入射させるようにし、ＬＥＤ（４０）からの光を無駄に拡散させないようにすることができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施の形態を示す無影灯の平面図であって、中央のＬＥＤからの光を照明域全体に集光させた様子を示す図、図２は無影灯の側面図、図３は同じく無影灯の平面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図、図４は無影灯の側面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図、図５は無影灯の正面図、図６は無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示した図である。
【００５６】
図１〜図６に示すように、本発明の第１実施の形態に係る無影灯は、光源からの光を照明域Ｓ１へ集光させるようにしたものであり、基板２０と光学系３０とを備えている。無影灯は図示しないアームにより支持される。光源は複数のＬＥＤ４０を含んでいる。基板２０の表面２１を照明域Ｓ１に対向させるように基板２０が配されている。複数のＬＥＤ４０は、基板２０の表面２１に沿って広がるように配されている。基板２０は無影灯の本体１０の正面板に成っている。複数のＬＥＤ４０の広がった形状は照明域Ｓ１の形状に対応している。第１実施の形態では、矩形状の照明域Ｓ１に合わせて、複数のＬＥＤ４０も基板２０の表面２１に沿って矩形状に広がるようになっている。ＬＥＤ４０には、例えば、紫外光ＬＥＤのパッケージに蛍光材を被せた白色ＬＥＤが用いられている。
【００５７】
本実施の形態では、ＬＥＤ４０は基板２０に縦横５×７のマトリクス状に配列されている。光学系３０は、各ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体へ個々に集光させるように配されている。基板２０には、ＬＥＤ４０のリードを基板２０の表側から裏側へ通すためのザグリ孔（図示省略）が形成されている。基板２０の背面側には、白色ＬＥＤ駆動のためのドライバ、電源およびＡＤコンバータ（共に図示省略）が配されている。各ＬＥＤ４０は電源に直列に接続されている。ドライバは電流調整することで輝度制御する機能を備えている。
【００５８】
複数のＬＥＤ４０を正面から覆うための正面カバー３１を備えている。正面カバー３１は無影灯の本体１０に嵌着されることで、所定位置に位置決め固定されている。光学系３０は、複数の集光レンズ３２を含んでいる。複数の集光レンズ３２は、各ＬＥＤ４０に対応してそれぞれ配されている。さらに、複数の集光レンズ３２は、正面カバー３１と一体的に形成されている。集光レンズ３２は正面側が平らな片凸レンズである。図１および図２に示すように、集光レンズ３２は、ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体に集光させるものである。すなわち、ＬＥＤ４０からの光の光通路Ｌ１は集光レンズ３２によって照明域Ｓ１全体の幅に徐々に広くなっていく。同じく、その他の集光レンズ３２も、図３および図４に示すように、各ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体に個々に集光させるものである。
【００５９】
複数の集光レンズ３２と正面カバー３１とは樹脂成形型により、一体的に形成される。素材としては、透光性を有する樹脂材が用いられている。各集光レンズ３２はその光軸の方向が照明域Ｓ１の中央部を向くように形成される。したがって、集光レンズ３２の形成される位置によって集光レンズ３２の形状は異なっている。例えば、基板２０の中央部に形成される集光レンズ３２の形状と、基板２０の端部に形成される集光レンズ３２の形状とは異なるものになる。
【００６０】
次に、第１実施の形態の作用を説明する。
基板２０の表面２１に複数のＬＥＤ４０を縦横各々所定個のマトリクス状に配列することで、複数のＬＥＤ４０が嵩張らず、ＬＥＤ４０の基板２０を小さくでき、無影灯の小型化を図ることができる。基板２０の各位置に配され、基板２０の正面側に出射された各ＬＥＤ４０からの光は、集光レンズ３２によって照明域Ｓ１全体へ個々に集光するので、光量損失が少なく、十分な光量を得ることができる。また、ＬＥＤ４０の各々は光源が小さく、集光レンズ３２は、ＬＥＤ３２からの光を照明域Ｓ１に集光させ易くなる。さらに、各集光レンズ３２は各ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体に個々に集光させるから、ＬＥＤ４０の光通路Ｌ１内に遮光物が侵入していても照明域Ｓ１に影像が発生することはない。
【００６１】
図７は無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示し、ＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。図７に示すように、ＬＥＤ４０からの光は照明域Ｓ１の手前で１点に集まってから照明域Ｓ１全体に向かって広がるようになる。ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１の手前で１点に集めるために、集光レンズ３２は、焦点距離の短い、外径の小さなものが用いられる。外径の小さな集光レンズ３２を用いることで、隣接する集光レンズ３２間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ４０間の距離が短くなって、基板２０が小さくて済み、無影灯を小型にすることができる。
【００６２】
図８は無影灯の正面図、図９は無影灯の正面図であって、集光レンズに矩形状断面形状のものを示した図である。前述したように、集光レンズ３２は片凸レンズであるが、図８に示すように、集光レンズ３２は円形断面形状の片凸レンズであってもよく、図９に示すように、矩形状断面形状の片凸レンズであってもよい。集光レンズ３２の矩形状断面形状は、照明域Ｓ１の形状に対応している。
【００６３】
図１０は、本発明の第２実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系としてフレネルレンズを示した図、図１１は同じく本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図、図１２は同じく本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図である。
【００６４】
図１０に示すように、光学系３０としてフレネルレンズ３２ａが用いられ、フレネルレンズ３２ａと正面カバー３１とが一体的に形成されている。図１１に示すように、フレネルレンズ３２ａは、円形断面形状の凸レンズの曲率だけを平面上に並べたものであってもよく、図１２に示すように、矩形状の照明域Ｓ１の形状に合わせて、断面矩形状の凸レンズの曲率だけを平面上に並べたものであってもよい。
【００６５】
図１３は本発明の第３実施の形態を示す無影灯の平面図、図１４は同じく本発明の第３実施の形態を示す無影灯の側面図である。図１３および図１４に示すように、基板２０の表面２１は、照明域Ｓ１とは反対の方向へ凹入した曲面２２を備えている。曲面２２は、それに配置されるＬＥＤ４０の光軸の方向を照明域Ｓ１の中央部に向けるように形成されている。曲面２２としては、回転放物面、双曲面、回転楕円面、球面などが含まれる。
【００６６】
また、正面カバー３１は、照明域Ｓ１とは反対の方向へ凹入した凹入面３１ａを備えている。凹入面３１ａは、正面カバー３１に一体的に形成される集光レンズ３２の光軸の方向を照明域Ｓ１の中央部に向けるように形成されている。凹入面３１ａも同じく、回転放物面、双曲面、回転楕円面、球面などが含まれる。
【００６７】
この基板２０の曲面２２においても、ＬＥＤ４０のリードを通すためのザグリ孔（図示省略）が形成されており、基板２０の曲面２２に沿ってＬＥＤ４０を配する場合、例えば、ＬＥＤ４０のリードを基板２０のザグリ孔に通して、ＬＥＤ４０を曲面２２の所定位置に実装するだけで、そのＬＥＤ４０の光軸の方向が照明域Ｓ１の中央部を向くようになる。それによって、ＬＥＤ４０を基板２０に実装するときに、ＬＥＤ４０の光軸合わせを特別に行う必要がない。
【００６８】
前記第１実施の形態において述べたように、集光レンズ３２の形成される位置によって、集光レンズ３２の向きを変える必要があるが、正面カバー３１が凹入面３１ａになっているから、同一形状の各集光レンズ３２を正面カバー３１の凹入面３１ａに沿って配するように形成するだけで、その集光レンズ３２の光軸の方向が照明域Ｓ１の中央部を向くようになり、集光レンズ３２の形成される位置によって、各集光レンズ３２の形状を異ならせる必要がない。それによって、正面カバー３１と集光レンズ３２との一体形状を簡単にすることができ、製作し易くなる。
【００６９】
図１５は本発明の第４実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として反射鏡を示した図、図１６は同じく無影灯の部分平面図であって、反射鏡で反射させたＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。
【００７０】
図１５に示すように、光学系３０は、複数の反射鏡３５を含んでいる。複数の反射鏡３５は、各ＬＥＤ４０に対応してそれぞれ配されている。複数の反射鏡３５は、集光レンズ３２に代えて用いられていて、照明域Ｓ１全体へ個々に各ＬＥＤ４０からの光を反射して集光させるように形成されている。反射鏡３５は、ＬＥＤ４０から照明域Ｓ１外に出射した光を照明域Ｓ１内に向けて反射させることで、ＬＥＤ４０からの光がほぼ全て照明域Ｓ１に集光することになり、光量損失を少なくして、十分な光量を得ることができるものである。また、反射鏡３５が凹面鏡に類似したものであるとき、反射鏡３５の鏡軸が照明域Ｓ１の中央部を通るように、各反射鏡３５が配置される。
【００７１】
図１６に示すように、ＬＥＤ４０からの光を反射して照明域Ｓ１の手前で１点に集めるように反射鏡３５を形成してもよい。例えば、反射鏡３５が凹面鏡に類似したものであるとき、焦点距離の短い、外径の小さな反射鏡３５を用いることで、ＬＥＤ４０からの光は照明域Ｓ１の手前で１点に集まってから照明域Ｓ１全体に向かって広がるようになる。外径の小さな反射鏡３５を用いることで、隣接する反射鏡３５間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ４０間の距離が短くなって、基板２０の狭い範囲内に所定の複数のＬＥＤ４０を配することができ、無影灯を小型にすることができる。
【００７２】
図１７は本発明の第５実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として集光レンズおよび反射鏡を示した図である。図１７に示すように、集光レンズ３２と共に反射鏡３５が用いられている。ＬＥＤ４０と反射鏡３５とは、互いの光軸を合わせるように配されている。反射鏡３５を集光レンズ３２と共に用いる場合には、集光レンズ３２の外に向かって出射するＬＥＤ４０からの光を反射して、集光レンズ３２へ向けるように反射鏡３５を形成する。それにより、ＬＥＤ４０からの光がほぼ全て集光レンズ３２を通って照明域Ｓ１に集光することになり、光量損失を少なくして、十分な光量を得ることができる。
【００７３】
図１８は本発明の第６実施の形態に係る無影灯を概念的に示した部分平面図であって、ＬＥＤからの光を集光レンズによって照明域全体に集光させた図、図１９は、同じく部分平面図であって、ＬＥＤからの光を集光レンズによって集光させた領域をＬＥＤ毎に異ならせるようにした図、図２０は、同じく部分平面図であって、複数のＬＥＤは２つのグループに分けられ、各グループにかかるＬＥＤからの光を集光レンズにより受け持ち領域に集光させた図である。
【００７４】
図１８に示すように、光学系３０は、基板２０の表面２１に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズ３２と、複数の集光レンズ３２を支持するためのレンズ支持部材３３とを備えている。レンズ支持部材３３の装着面３３ａは、基板２０の表面２１に沿うように曲面に形成されている。複数の集光レンズ３２は、片凸レンズ状に形成され、その装着面３３ａに沿って配されている。レンズ支持部材３３は、複数の集光レンズ３２を複数のＬＥＤ４０にそれぞれ対応させるようにして支持している。
【００７５】
また、レンズ支持部材３３は、複数の集光レンズ３２の各光軸Ｌ２を複数のＬＥＤ４０の各光軸Ｌ２にそれぞれ一致させるように形成されている。レンズ支持部材３３には、各ＬＥＤ４０の光軸Ｌ２に対しその中心軸を一致させるようにして装着孔３３ｂがそれぞれ穿設されている。それによって、同一の集光レンズ４０を各装着孔３３ｂに嵌め込めば、各集光レンズ３２の光軸Ｌ２と各ＬＥＤ４０の光軸Ｌ２とが一致するようになり、集光レンズ３２の組立が容易になる。
【００７６】
図１８においては、ＬＥＤ４０からの光を集光レンズ３２で照明域Ｓ１全体に集光させたものを示したが、図１９に示すように、ＬＥＤ４０からの光を集光レンズ３２で照明域Ｓ１内の受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２にそれぞれ集光させるようにしてもよい。隣り合う受け持ち領域Ｓ１、Ｓ２において、受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の周縁部Ｓ１４同士を重ね合わせるようにすれば、周縁部Ｓ１４同士の照度が上がって、受け持ち領域Ｓ１、Ｓ２の中央部Ｓ１３の照度とほぼ等しくなり、照明域Ｓ１の均整度を上げることができる。
【００７７】
また、図２０に示すように、複数のＬＥＤ４０は、２つのグループＧ１１、Ｇ１２に分けられている。照明域Ｓ１は、グループＧ１１、Ｇ１２に受け持たれる領域である受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２を含んでいて、集光レンズ３２は、グループＧ１１、Ｇ１２に係るＬＥＤ４０からの光を受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２に集光させるように配されている。これに限らず、複数のＬＥＤ４０を二以上のグループＧ１１、Ｇ１２、…に分け、各グループＧ１１、Ｇ１２、…に係るＬＥＤ４０からの光を二以上の受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２、…に集光させるようにしてもよい。
【００７８】
図２１は、本発明の第７実施の形態に係る無影灯の集光レンズを主に示す部分斜視図、図２２は、図２１のＸＸＩＩ矢視図、図２３は、図２１のＸＸＩＩＩ矢視図である。
【００７９】
図２１〜図２３に示すように、集光レンズ３２は、複数の前方凸レンズ部３２ｂと複数の後方凸レンズ部３２ｃとを一体形成して成る。前方凸レンズ部３２ｂは、集光レンズ３２の正面から前方に突出していて、後方凸レンズ部３２ｃは、集光レンズ３２の背面から後方に突出している。複数の前方凸レンズ部３２ｂは、ＬＥＤ４０の並べられている行に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている。また、複数の後方凸レンズ部３２ｃは、ＬＥＤ４０の並べられている列に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている。複数の前方凸レンズ部３２ｂと複数の後方凸レンズ部３２ｃとが一体形成されているので、複数の集光レンズ３２を個々に形成し、個々に組み立てる必要がない。
【００８０】
前方凸レンズ部３２ｂと後方凸レンズ部３２ｃとの一対によって、各ＬＥＤ４０からの光が照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２に集光するように成っている。前方凸レンズ部３２ｂおよび後方凸レンズ部３２ｃの各々は、互いに異なる曲率で前方および後方にそれぞれ突出していて、ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２に集光させるように形成されている。例えば、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２が略矩形状である場合に、ＬＥＤ４０からの光を後方凸レンズ部３２ｃで照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の短手方向に集光させ、透過した光をさらに、前方レンズ部３２ｂで照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の長手方向に集光させるようになっている。
【００８１】
図２４は、本発明の第８実施の形態を示す無影灯の説明図である。図２４に示すように、複数のＬＥＤ４０は、赤、緑、青の各色を発光するＲＧＢの各ＬＥＤ４０を含んでいて、赤色ＬＥＤ４０ｒからの光束の量の比率をその円グラフの「Ｒ」の面積で示し、緑色ＬＥＤ４０ｇからの光束の量の比率をその円グラフの「Ｇ」の面積で示し、青色ＬＥＤ４０ｂからの光束の量の比率をその円グラフの「Ｂ」の面積で示している。図２４ａでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／３であって、標準的な白色光となる。また、図２４ｂでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／２、１／４、１／４であって、赤が強い白色光となる。さらに、図２４ｃでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／４、１／２、１／４であって、緑が強い白色光となる。さらに、図２４ｄでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／４、１／４、１／２であって、青が強い白色光となる。
【００８２】
図外のＬＥＤ制御手段は、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の総量を一定のままにして、例えば、図２４ａ〜ｄに示すように、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の比率を変えることで、色温度を調整するものである。ＬＥＤ制御手段が各ＬＥＤ４０をパルス制御することで、点灯電圧を一定のままで調光することができる。
【００８３】
図２５は、本発明の第９実施の形態を示す無影灯の説明図であって、（ａ）は、複数の白色ＬＥＤの中に赤色ＬＥＤを含ませたことを示す説明図、（ｂ）は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤが、同じ系統で１箇所に集まらないように配されていることを示す説明図である。
【００８４】
図２５ａに示すように、複数のＬＥＤ４０は、２以上の白色ＬＥＤ４０ｗを集めて成るＬＥＤモジュール４０Ｍの複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤ４０ｒとを含んでいる。本第９実施の形態では、ＬＥＤモジュール４０Ｍは白色ＬＥＤ４０ｗを１０個集めたものであって、基板２０の表面２１上に６個配されている。隣り合うＬＥＤ４０の間の隙間あるいは、各ＬＥＤモジュール４０Ｍの周りには白色ＬＥＤ４０ｗがそれぞれ配されている。赤色ＬＥＤ４０ｒを点灯させることで、白色ＬＥＤ４０ｗの点灯だけでは黄色っぽく見える赤色の物体を本来の色に見せることができ、演色性が高まる。
【００８５】
図２５ｂに示すように、複数のＬＥＤ４０は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤ４０ｗを含んでいて、各系統の白色ＬＥＤ４０ｗは、同じ系統で１箇所に集まらないように配されている。図２５ｂでは、赤系の白色ＬＥＤ４０ｗを「Ａ」で示し、緑系の白色ＬＥＤ４０ｗを「Ｂ」で示し、青系の白色ＬＥＤ４０ｗを「Ｃ」で示している。図外のＬＥＤ制御手段によって、各系統の白色ＬＥＤ４０ｗを点灯制御することで、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。
【００８６】
図２５ｂに示すように、左端から１列目の白色ＬＥＤ４０ｗの並び「ＡＡＢＢＣＣ」、また、左端から２列目の白色ＬＥＤ４０ｗの並び「ＣＣＡＡＢＢ」、さらに、左端から３列目の白色ＬＥＤ４０ｗの並び「ＢＢＣＣＡＡ」をそれぞれ１つのモジュールとしてもよい。
【００８７】
図２６は、本発明の第１０実施の形態を示す無影灯において、正面カバーを破断して示す部分断面図、図２７は、同じく、無影灯の正面図である。
【００８８】
図２６に示すように、無影灯の裏面１５側には、光源であるＬＥＤ４０からの熱を無影灯の外へ放出するための放熱部材５０が配されている。放熱部材５０は、ベース５１に多数個のリブ５２を形成したものである。リブの代わりにピンを多数個を形成してもよい。放熱部材５０のベース５１は無影灯の裏面１５になっている。ベース５１の両側縁にはハンドル７０が取付られている。ＬＥＤ４０からの熱は、ベース５１からリブ５２に伝わり、さらにリブ５２から放熱される。それにより、ＬＥＤ４０が適正な温度に保たれ、ＬＥＤ４０の耐久性を向上させることができる。
【００８９】
図２８は、本発明の第１１実施の形態を示す無影灯であって、無影灯の裏面が金属材によって平らな面に形成されていることを示す部分断面図である。
【００９０】
無影灯の裏面１５は、熱伝導に優れた例えばアルミニウム材などの金属材によって平らな面に形成されている。本実施の形態では、無影灯の裏面１５は、金属材によって鏡面に形成され、無影灯の背後を照明するための補助照明灯６０を備えている。無影灯を裏表逆にすることで、鏡として用いることができる。無影灯の裏面１５を鏡面メッキによって形成してもよい。
【００９１】
図２９は、本発明の第１２実施の形態を示す無影灯の部分斜視図である。図２９に示すように、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２のいずれか１つの形状に対応する形に発光分布がなるようにＬＥＤ４０が形成されている。
【００９２】
例えば、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２が矩形状である場合に、照明域Ｓ１等の長手方向にＬＥＤ４０の発光分布の長手方向が対応するようにＬＥＤ４０が配されている。それによって、ＬＥＤ４０の発光分布の形が照明域Ｓ１等の形状に対応するようになり、ＬＥＤ４０からの光を簡単な集光レンズで集光させるだけで、照明域Ｓ１等に照射させることができる。
【００９３】
図３０は、本発明の第１３実施の形態を示す無影灯のレンズモジュールの斜視図、図３１は、同じく無影灯の斜視図である。
【００９４】
図３０に示すように、集光レンズ３２は、ＬＥＤからの光を略正方形の領域１５に照射するように形成されている。集光レンズ３２の２以上は、互いに集まることでレンズモジュール３２Ｍを構成している。本第１３実施の形態では、１０個の集光レンズ３２によって１つのレンズモジュール３２Ｍが構成されている。
【００９５】
図３１に示すように、基板２０には９個のレンズモジュール３２Ｍが装着されている。本第１３実施の形態では、レンズモジュール３２Ｍは、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２のいずれか１つの形状に対応する形状に形成されている。このように、２以上の集光レンズ３２を所定の形状に集めたレンズモジュール３２Ｍによって、そのレンズモジュール３２Ｍの形状に対応する照明域Ｓ１等にＬＥＤ４０からの光を集光させることができ、レンズモジュール３２Ｍの製作が容易になる。
【００９６】
図３２は、本発明の第１４実施の形態を示す無影灯の概念図である。図３２ａに示すように、ＬＥＤの放射（発光）エネルギーの分布は、山形形状であって、光軸Ｌ２の方向に放射する光の放射エネルギーが最高値となり、光軸Ｌ２の方向に対して放射する光の方向が大きくなるほど、光の放射エネルギーが低くなっていく。
【００９７】
図３２ｂに示すように、集光レンズ３２によって、ＬＥＤ４０からの放射エネルギーの高い光を照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の周縁部Ｓ１４に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の中央部Ｓ１３に集光させるようにした。それによって、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の中央部Ｓ１３および周縁部Ｓ１４の各照度がほぼ同じになり、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の均整度を上げることができる。
【００９８】
図３３〜図３６は、本発明の第１５実施の形態を示す無影灯であって、図３３は、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図、図３４は、同じく、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図、図３５は、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図、図３６は、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図である。
【００９９】
図３３に示すように、集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とは、透光性を有する材料によって一体成形され、その後に、集光レンズ３２の表面と背面とが磨かれ、レンズ支持部材３３の背面側に遮光材３６が塗布される。集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とを一体成形したことで、それらを別々に製造して組み立てる必要がない。また、図３４に示すように、レンズ支持部材３３の表面側に遮光材３６を塗布するようにしてもよい。
【０１００】
図３５に示すように、レンズ支持部材３３とＬＥＤ４０との間に広めの放熱用の隙間ＳＬが形成され、放熱用の隙間ＳＬに、ＬＥＤ４０から熱を放出するようになっている。また、集光レンズ３２の背面３７をレンズ支持部材３３からＬＥＤ４０の方（背後の方）に突出させることで、集光レンズ３２の背面３７側をＬＥＤ４０に近接させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、図３５においても、図３３、図３４と同様に、集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とは、透光性を有する材料によって一体成形され、その後に、集光レンズ３２の表面と背面とが磨かれ、レンズ支持部材３３の背面側に遮光材３６が塗布される。また、図３６に示すように、レンズ支持部材３３の表面側に遮光材３６を塗布するようにしてもよい。
【０１０２】
図３７および図３８は、本発明の第１６実施の形態を示す無影灯であって、図３７は、集光レンズをレンズ支持部材にマトリクス状に並べて、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図、図３８は、同じく、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであって、レンズ支持部材に遮光材を塗布したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【０１０３】
図３７に示すように、集光レンズ３２は、略半円球形状に形成され、平板状のレンズ支持部材３３にマトリクス状に配列されていて、複数の集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とが透光性を有する材料によって一体成形されている。また、図３８に示すように、レンズ支持部材３３の表面側には遮光材３６が塗布され、ＬＥＤ４０からの光のほぼ全部を集光レンズ３２に入射させるようにして、光の無駄な拡散を防止している。図３８に示すものに限らず、レンズ支持部材３３の裏面側に遮光材３６を塗布してもよい。
【０１０４】
なお、前記実施の形態においては、複数のＬＥＤ４０を基板２０の表面２１にマトリクス状に配列したものを示したが、基板２０の表面２１にほぼ均一に分散するように並べるようにしてもよい。
【０１０５】
また、前記実施の形態においては、基板２０の曲面２２および正面カバー３１の凹入面３１ａを回転放物面、双曲面、回転楕円面、球面に形成した例を示したが、完全な回転放物面等でなくてもよく、これに近似した曲面であってもよい。
【０１０６】
さらに、実施の形態においては、基板２０の曲面２２や正面カバー３１の凹入面３１ａが１つの滑らかな曲面であるとして説明したが、基板２０や正面カバー３１を複数の領域にそれぞれ分割し、それぞれの領域が所定の各曲面で形成されているようなものであってもよい。
【０１０７】
さらに、前記実施の形態では、前方凸レンズ部３２ｂは、ＬＥＤ４０の並べられている行に沿ってシリンダー状に延びていて、後方凸レンズ部３２ｃは、ＬＥＤ４０の並べられている列に沿ってシリンダー状に延びているものを示したが、逆の態様、すなわち、前方凸レンズ部３２ｂは、ＬＥＤ４０の並べられている列に沿って延びていて、後方凸レンズ部３２ｃは、ＬＥＤ４０の並べられている行に沿ってシリンダー状に延びているものであってもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明に係る無影灯によれば、無影灯の裏面が金属材によって鏡面に形成され、無影灯の背後を照明するための補助照明灯を備えたので、無影灯の裏面側からの放熱効果を高めることができ、また、無影灯を裏表逆にすることで、鏡として用いることができるとともに、補助照明灯を点灯することで、鏡に写る対象を照らすことができる。複数のＬＥＤが基板の表面に沿って広がるように配され、光学系が各ＬＥＤからの光を照明域全体へ個々に集光させるように配されているので、ＬＥＤの光量損失が少ない構成になり、少数のＬＥＤであっても十分な光量を得られるようにして、コストを低減することができる。また、基盤に配される各ＬＥＤは小さな光源であるから、光源からの光を照明域に集光させ易くすることができる。また、ＬＥＤの光通路内に遮光物が侵入していても照明域に影像が発生せず、無影度を向上させることができる。
【０１０９】
さらに、集光レンズがＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるように配されているので、外径の小さな集光レンズを用いるようにすればよく、隣接する集光レンズ間の距離が短くなることから、無影灯を小型にすることができる。さらに、複数の反射鏡が照明域全体へ個々に各ＬＥＤからの光を反射して集光させるように形成されているので、各ＬＥＤからの光を照明域に集光させることができ、光量損失の少ない構成になり、十分の光量を得ることができる。
【０１１０】
さらに、反射鏡がＬＥＤからの光を反射して照明域の手前で１点に集めるように形成されているので、外径の小さな反射鏡を用いればよいから、隣接する反射鏡間の距離が短くなり、無影灯を小型にすることができる。さらに、基板の表面が照明域とは反対の方向へ凹入した曲面を備え、その曲面に配置されるＬＥＤの光軸の方向を照明域の中央部に向けるようにその曲面を形成したので、例えば、ＬＥＤを基板の表面に実装するだけで、自動的にＬＥＤの光軸の方向が照明域の中央部を向くようになるから、ＬＥＤの位置合わせを容易に行うことができる。
【０１１１】
正面カバーが照明域とは反対の方向へ凹入した凹入面を備え、照明カバーに一体的に形成される集光レンズの光軸の方向を照明域の中央部に向けるように凹入面を形成したので、正面カバーと一体的に形成される複数の集光レンズを同一形状のものにすることができ、正面カバーの製作が容易になる。
【０１１２】
複数の集光レンズが基板の表面に沿うようにそれぞれ配され、レンズ支持部材が複数の集光レンズを複数のＬＥＤにそれぞれ対応するようにして支持し、複数の集光レンズの各光軸を複数のＬＥＤの各光軸にそれぞれ一致させるようにしたので、例えば、レンズ支持部材全体を基板の表面と同じように曲面に形成したり、また、例えば、集光レンズを装着するための装着孔を形成したりすれば、集光レンズの各光軸を複数のＬＥＤの各光軸に一致させることができ、ＬＥＤの配される位置に対応させて様々な形状の集光レンズを用意する必要がなく、複数の集光レンズに同一のものを用いることができ、集光レンズの製造コストや組立コストを低減することができる。
【０１１３】
グループに係るＬＥＤからの光が集光レンズによって受け持ち領域にそれぞれ集光するようにしたので、例えば、受け持ち領域の中央部の照度よりその中央部の周囲である周縁部の照度が低くなるような場合に、隣り合う受け持ち領域において、受け持ち領域の周縁部同士を重なり合うようにして照度を上げるようにすれば、照明域の均整度が上がり、照明域の隅々まで均一な明るさを実現することができる。
【０１１４】
集光レンズは、集光レンズの正面から前方に突出している前方凸レンズ部と、集光レンズの背面から後方に突出している後方凸レンズ部とを含み、前方凸レンズ部の複数がＬＥＤの並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、後方凸レンズ部の複数が各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されているので、複数の集光レンズを個々に形成し、個々に組み立てることなく、集光レンズの製造コストおよび組立コストを低減することができる。
【０１１５】
前方凸レンズ部および後方凸レンズ部の各々が互いに異なる曲率で前方および後方にそれぞれ突出していて、ＬＥＤからの光を照明域あるいは受け持ち領域に集光させるように形成されているので、ＬＥＤからの光を後方凸レンズ部で一方向に集光させ、さらに、前方凸レンズ部で他方向に集光させることで、各ＬＥＤからの光を照明域あるいは受け持ち領域に集光させることができる。
【０１１６】
複数のＬＥＤが赤、緑、青の各色を発光するＲＧＢの各ＬＥＤを含み、ＬＥＤ制御手段がＲＧＢの各ＬＥＤをそれぞれ点灯制御するようにしたので、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の総量を一定のままにし、照明域あるいは受け持ち領域の照度を変えることなく、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の比率を変えて、利用者の好みの色温度に変えることができ、使い勝手を良くすることができる。
【０１１７】
２以上の白色ＬＥＤを集めて成るＬＥＤモジュールの複数に、１または２以上の赤色ＬＥＤを含ませたので、例えば、白色ＬＥＤを点灯しただけでは赤色の成分の不足で黄色っぽく見える赤い物体が、赤色ＬＥＤを点灯させることで、本来の色に見せることができ、演色性を高めることができる。
【０１１８】
色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤを含み、各系統の白色ＬＥＤが同じ系統で１箇所に集まらないように配されているので、各系統の白色ＬＥＤを点灯制御することで、照明域あるいは受け持ち領域の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。
【０１２０】
ＬＥＤが照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形にＬＥＤの発光分布がなるように形成されているので、ＬＥＤからの光を単に集光させるだけで、照明域あるいは受け持ち領域を照射するようになり、特殊なレンズを使う必要がなく、集光レンズの製造コストを低減することができる。
【０１２１】
集光レンズがＬＥＤからの光を略正方形の領域に照射するように形成され、集光レンズの２以上は、互いに集まることでレンズモジュールを構成し、レンズモジュールが照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形状に形成されているので、集光レンズを集めて適当な形のレンズモジュールにするだけで、レンズモジュールの形に対応した照明域あるいは受け持ち領域にＬＥＤからの光を集光させることができ、集光レンズの設計が容易にできる。
【０１２２】
ＬＥＤからの放射エネルギーの高い光を照明域あるいは受け持ち領域の周縁部に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域あるいは受け持ち領域の中央部に集光させるように集光レンズを形成したので、照明域あるいは受け持ち領域の中央部および周縁部の各照度がほぼ同じになって、照明域あるいは受け持ち領域の均整度が上がり、照明域あるいは受け持ち領域の隅々まで均一な明るさを実現することができる。
【０１２３】
レンズ支持部材と集光レンズとを一体的に形成し、レンズ支持部材の正面側または背面側の少なくとも一方に遮光材を塗布したので、レンズ支持部材と集光レンズとを別々に製造して組み立てる必要がなく、製造コストおよび組立コストを低減することができる。
【０１２４】
レンズ支持部材とＬＥＤとの間にＬＥＤからの熱を放出するための放熱用の隙間を形成したので、ＬＥＤからの熱を放熱用の隙間に放出させ、ＬＥＤからの熱を効率よく放出して、ＬＥＤを過熱させないようにしたから、ＬＥＤの耐久性が高まり、一方、レンズ支持部材からＬＥＤの方へ集光レンズを突出してＬＥＤに近接させることで、ＬＥＤからの光のほぼ全部を集光レンズに入射させるようにしたので、ＬＥＤからの光の拡散を抑え、ＬＥＤからの光を集光レンズによって無駄なく照明域に集光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態を示す無影灯の平面図であって、中央のＬＥＤからの光を照明域全体に集光させた様子を示す図である。
【図２】 同じく無影灯の側面図であって、中央のＬＥＤからの光を照明域全体に集光させた様子を示す図である。
【図３】 同じく無影灯の平面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図である。
【図４】 同じく無影灯の側面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図である。
【図５】 同じく無影灯の正面図である。
【図６】 同じく無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示した図である。
【図７】 同じく無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示し、ＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。
【図８】 同じく無影灯の正面図である。
【図９】 同じく無影灯の正面図であって、集光レンズに矩形状断面形状のものを示した図である。
【図１０】 本発明の第２実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系としてフレネルレンズを示した図である。
【図１１】 本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図である。
【図１２】 本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図である。
【図１３】 本発明の第３実施の形態を示す無影灯の平面図である。
【図１４】 本発明の第３実施の形態を示す無影灯の側面図である。
【図１５】 本発明の第４実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として反射鏡を示した図である。
【図１６】 本発明の第４実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、反射鏡で反射させたＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。
【図１７】 本発明の第５実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として集光レンズおよび反射鏡を示した図である。
【図１８】 本発明の第６実施の形態係る無影灯を概念的に示した部分平面図であって、各ＬＥＤおよび各集光レンズを共に凹入した曲面に沿って配し、ＬＥＤと集光レンズとの各光軸とを一致させ、ＬＥＤからの光を集光レンズにより照射域全体に集光させた図である。
【図１９】 同じく無影灯を概念的に示した部分平面図であって、ＬＥＤと集光レンズとの各光軸とを一致させ、ＬＥＤからの光を集光レンズによって集光させた領域をＬＥＤ毎に異ならせるようにした図である。
【図２０】 同じく無影灯を概念的に示した部分平面図であって、ＬＥＤと集光レンズとの各光軸とを一致させ、複数のＬＥＤは２つのグループに分けられ、各グループにかかるＬＥＤからの光を集光レンズにより受け持ち領域に集光させた図である。
【図２１】 本発明の第７実施の形態に係る無影灯の集光レンズを主に示す部分斜視図である。
【図２２】 図２１のＸＸＩＩ矢視図である。
【図２３】 図２１のＸＸＩＩＩ矢視図である。
【図２４】 本発明の第８実施の形態を示す無影灯の説明図であって、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の総量を一定のままにして、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の比率を変えることで、色温度を調整することを示す図である。
【図２５】 本発明の第９実施の形態を示す無影灯の説明図であって、（ａ）は、複数の白色ＬＥＤの中に赤色ＬＥＤを含ませたことを示す説明図、（ｂ）は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤが、同じ系統で１箇所に集まらないように配されていることを示す説明図である。
【図２６】本発明の第１０実施の形態を示す無影灯において、正面カバーを破断して示す部分断面図である。
【図２７】 同じく、無影灯の正面図である。
【図２８】 本発明の第１１実施の形態を示す無影灯であって、無影灯の裏面が金属材によって平らな面に形成されていることを示す部分断面図である。
【図２９】 本発明の第１２実施の形態を示す無影灯であって、照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形に発光分布がなるように形成されたＬＥＤを示す図である。
【図３０】 本発明の第１３実施の形態に係る無影灯のレンズモジュールの斜視図である。
【図３１】 同じく無影灯の斜視図であって、照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形に形成されたレンズモジュールを複数組み込んだものを示す図である。
【図３２】 本発明の第１４実施の形態を示す無影灯であって、（ａ）は、ＬＥＤの放射（発光）エネルギーの分布を示す図、（ｂ）は、集光レンズによって、ＬＥＤからの放射エネルギーの高い光を照明域あるいは受け持ち領域の周縁部に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域あるいは受け持ち領域の中央部に集光させるようしたことを示す図である。
【図３３】本発明の第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図である。
【図３４】同じく、第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図である。
【図３５】同じく、第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図である。
【図３６】同じく、第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図である。
【図３７】本発明の第１６実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズをレンズ支持部材にマトリクス状に並べて、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図３８】同じく、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであって、レンズ支持部材に遮光材を塗布したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
Ｇ１１、Ｇ１２…グループ
Ｌ１…光通路
Ｌ２…光軸
Ｓ１…照明域
Ｓ１１、Ｓ１２…受け持ち領域
Ｓ１３…中央部
Ｓ１４…周縁部
Ｓ１５…略正方形の領域
ＳＬ…放熱用の隙間
１０…本体
１５…裏面
２０…基板
２１…表面
２２…曲面
３０…光学系
３１…正面カバー
３１ａ…凹入面
３２…集光レンズ
３２ａ…フレネルレンズ
３２ｂ…前方凸レンズ部
３２ｃ…後方凸レンズ部
３２ｓ…レンズ面
３２Ｍ…レンズモジュール
３３…レンズ支持部材
３３ａ…装着面
３３ｂ…装着孔
３５…反射鏡
３６…遮光材
３７…集光レンズの背面
４０…ＬＥＤ
４０ｂ…青色ＬＥＤ
４０ｇ…緑色ＬＥＤ
４０ｒ…赤色ＬＥＤ
４０ｗ…白色ＬＥＤ
４０Ｍ…ＬＥＤモジュール
４１…発光部
５０…放熱部材
５１…ベース
５２…リブ
６０…補助照明灯
７０…ハンドル
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光を照明域へ集光するようにした無影灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無影灯としては、複数のＬＥＤを集めることで１つの大きな光源を形成し、その光源の後方に反射ミラーを配し、ＬＥＤからの光を反射ミラーで反射させてから、ＬＥＤの前方の照明域に集光させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
光源にＬＥＤを用いることで、光源が高温にならないために高温対策を採る必要がなく、また、光源の寿命が長くなり、さらに、無影灯を軽量かつ薄型にすることができるという利点がある。
【０００３】
また、各ＬＥＤに対してＬＥＤからの配光を個別に制御するレンズ部を１つずつ設けておき、各ＬＥＤからの光をレンズ部によって所定の照射距離の領域に集光させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、特許文献３には、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤの点灯個数の割合を変更し、各ＬＥＤからの光を混光することで、所望の照明色を得るようにした技術も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第３０８４１７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０６３５６号公報
【特許文献３】
特開２００２−３５２９６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１に係る技術においては、ＬＥＤからの光を反射ミラーで反射させてから、照明域に集光させるようにしているため、光量損失が少なからず生じ、十分な光量を得るには多くのＬＥＤを必要とするので、コストが嵩み、また、光源が大きいので、照明域に集光させ難いという問題点があった。
【０００７】
また、前記特許文献２に係る技術では、ＬＥＤが広い範囲に配されている場合は、広い範囲に配された各ＬＥＤからの光を各レンズ部によって所定の領域にそれぞれ集光させるために、様々な形状のレンズ部を用意し、そのレンズ部をそれぞれ所定位置に固定する必要があって、レンズ部の製造コストや組立コストが嵩むという問題点があった。
さらに、前記特許文献３に係る技術では、所定の照明色を変更するために、各ＬＥＤの点灯個数を変更すると、照度も変化してしまうおそれがあって、使い勝手がよくないという問題点もあった。
【０００８】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、複数のＬＥＤを基板の表面に沿って広がるように配し、光学系によって各ＬＥＤからの光を照明域全体へ個々に集光させるようにして、少数のＬＥＤであっても十分な光量を得るようにして、コストを低減することができ、また、光源を小さくして、光源からの光を照明域に集光させ易くすることができる無影灯を提供することを目的としている。また、集光レンズの製造コストや組立コストを低減することができ、使い勝手がよい無影灯を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］光源からの光を照明域（Ｓ１）へ集光させるようにしたものであり、基板（２０）と光学系（３０）とを備えた無影灯において、
前記光源は、複数のＬＥＤ（４０）を含み、
前記無影灯の裏面（１５）は、金属材によって鏡面に形成され、
前記無影灯の背後を照明するための補助照明灯（６０）を備えている
ことを特徴とする無影灯。
【００１６】
［２］光源からの光を照明域（Ｓ１）へ集光させるようにしたものであり、基板（２０）と光学系（３０）とを備えた無影灯において、
前記光源は、複数のＬＥＤ（４０）を含み、
前記複数のＬＥＤ（４０）は、前記基板（２０）の表面（２１）に沿って広がるように配され、
前記基板（２０）の表面（２１）は、前記照明域（Ｓ１）とは反対の方向へ凹入した曲面（２２）を備え、
前記曲面（２２）は、該曲面（２２）に配置されるＬＥＤ（４０）の光軸（Ｌ２）の方向を前記照明域（Ｓ１）に向けるように形成され、
前記光学系（３０）は、前記基板（２０）の表面（２１）に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズ（３２）と、該複数の集光レンズ（３２）を前記複数のＬＥＤ（４０）にそれぞれ対応するようにして支持するためのレンズ支持部材（３３）とを備え、
前記レンズ支持部材（３３）は、前記複数の集光レンズ（３２）の各光軸（Ｌ２）を前記複数のＬＥＤ（４０）の各光軸（Ｌ２）にそれぞれ一致させるように形成され、
前記無影灯の裏面（１５）は、金属材によって鏡面に形成され、
前記無影灯の背後を照明するための補助照明灯（６０）を備えている
ことを特徴とする無影灯。
【００１８】
［３］前記複数のＬＥＤ（４０）は、マトリクス状に並べられ、
前記集光レンズ（３２）は、集光レンズ（３２）の正面から前方に突出している複数の前方凸レンズ部（３２ｂ）と、集光レンズ（３２）の背面から後方に突出している複数の後方凸レンズ部（３２ｃ）とを含み、
前記複数の前方凸レンズ部（３２ｂ）は、前記ＬＥＤ（４０）の並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、
前記複数の後方凸レンズ部（３２ｃ）は、前記各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている
ことを特徴とする［２］に記載の無影灯。
【００２８】
［４］前記集光レンズ（３２）は、前記ＬＥＤ（４０）からの放射エネルギーの高い光を前記照明域（Ｓ１）の周縁部（Ｓ１４）に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を前記照明域（Ｓ１）の中央部（Ｓ１３）に集光させるように形成されている
ことを特徴とする［２］または［３］に記載の無影灯。
【００２９】
［５］前記レンズ支持部材（３３）と前記集光レンズ（３２）とは一体的に形成され、
前記レンズ支持部材（３３）の正面側または背面側の少なくとも一方には、遮光材（３６）が塗布されている
ことを特徴とする［２］，［３］または［４］の何れかに記載の無影灯。
【００３０】
［６］前記複数のＬＥＤ（４０）は、２以上の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を集めて成るＬＥＤモジュール（４０Ｍ）の複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤ（４０ｒ）とを含む
ことを特徴とする［１］〜［５］の何れかに記載の無影灯。
【００３１】
次に本発明の作用を説明する。
無影灯は、その裏面（１５）が金属材によって鏡面に形成され、無影灯の背後を照明するための補助照明灯（６０）を備えているので、無影灯を裏表逆にすることで、鏡として用いることができる。このとき、補助照明灯（６０）を点灯することで、鏡に写る対象を照らすことができる。
複数のＬＥＤ（４０）が基板（２０）の表面（２１）に沿って広がるように配されているものでは、基板（２０）の表面（２１）に複数のＬＥＤ（４０）をほぼ均一に分散するように並べてもよく、基板（２０）の表面（２１）に複数のＬＥＤ（４０）を縦横各々所定個のマトリクス状に配列してもよい。複数のＬＥＤ（４０）を並べたり、配列したりすることで、複数のＬＥＤ（４０）が嵩張らず、ＬＥＤ（４０）の基板（２０）を小さくでき、無影灯の小型化が図れる。一般的に、複数のＬＥＤ（４０）は、照明域（Ｓ１）の形状に対応して配される。例えば、照明域（Ｓ１）が矩形状、円形状であれば、複数のＬＥＤ（４０）は矩形状、円形状になるように配される。
【００３２】
光学系（３０）は各ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）全体へ個々に集光させる。各ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）に集光させることで、十分な光量を得ることができる。また、ＬＥＤ（４０）の各々は小さい光源であるから、光学系（３０）によってＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）に集光させ易くなる。光学系（３０）には集光レンズ（３２）および反射鏡（３５）が含まれる。
【００３３】
複数のＬＥＤ（４０）を正面から覆うための正面カバー（３１）を備え、光学系（３０）が複数の集光レンズ（３２）を含み、複数の集光レンズ（３２）が各ＬＥＤ（４０）に対応してそれぞれ配され、正面カバー（３１）と一体的に形成してもよく、この場合、複数の集光レンズ（３２）と正面カバー（３１）とは、具体的には、透光性を有する樹脂材を用いて成形型により、一体的に形成される。例えば、集光レンズ（３２）は正面カバー（３１）の何れの位置に形成されても、集光レンズ（３２）の光軸が照明域（Ｓ１）の中央部を通るようにするためには、集光レンズ（３２）の形成される位置によって、集光レンズ（３２）の向きを変える必要があるから、正面カバー（３１）が平面である場合、その平面に沿って配される複数の集光レンズ（３２）の各形状は異なるものになる。
【００３４】
集光レンズ（３２）がＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）の手前で１点に集めるように配してもよく、この場合、焦点距離の短い、外径の小さな集光レンズ（３２）を用いることで、ＬＥＤ（４０）からの光は照明域（Ｓ１）の手前で１点に集まってから照明域（Ｓ１）全体に向かって広がるようになる。外径の小さな集光レンズ（３２）を用いることができるので、隣接する集光レンズ（３２）間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ（４０）間の距離が短くなって、無影灯を小型にすることができる。
【００３５】
光学系（３０）は、集光レンズ（３２）に代えて反射鏡（３５）を用いるようにしてもよく、集光レンズ（３２）と共に反射鏡（３５）を用いるようにしてもよい。
【００３６】
集光レンズ（３２）に代えて反射鏡（３５）を用いる場合には、照明域（Ｓ１）外に向かって出射するＬＥＤ（４０）からの光を反射して、照明域（Ｓ１）内に向けるように反射鏡（３５）を形成する。反射鏡（３５）を集光レンズ（３２）と共に用いる場合には、集光レンズ（３２）の外に向かって出射するＬＥＤ（４０）からの光を反射して、集光レンズ（３２）へ向けるように反射鏡（３５）を形成する。それにより、ＬＥＤ（４０）からの光がほぼ全て照明域（Ｓ１）に集光することになり、十分の光量を得ることができる。例えば、反射鏡（３５）が凹面鏡に類似したものであるとき、反射鏡（３５）の鏡軸が照明域（Ｓ１）の中央部を通るように、各反射鏡（３５）を配置する。
【００３７】
反射鏡（３５）がＬＥＤ（４０）からの光を反射して照明域（Ｓ１）の手前で１点に集めるように形成してもよく、この場合、例えば、反射鏡（３５）が凹面鏡に類似したものであるとき、焦点距離の短い、外径の小さな反射鏡（３５）を用いることで、ＬＥＤ（４０）からの光は照明域（Ｓ１）の手前で１点に集まってから照明域（Ｓ１）全体に向かって広がるようになる。外径の小さな反射鏡（３５）を用いることで、隣接する反射鏡（３５）間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ（４０）間の距離が短くなって、無影灯を小型にすることができる。
【００３８】
基板（２０）の表面（２１）が照明域（Ｓ１）とは反対の方向へ凹入した曲面（２２）を備え、曲面（２２）が、その曲面（２２）に配置されるＬＥＤ（４０）の光軸の方向を照明域（Ｓ１）の中央部に向けるように形成してもよく、基板（２０）の表面（２１）に沿ってＬＥＤ（４０）を配する場合、例えば、ＬＥＤ（４０）を基板（２０）の表面（２１）に実装するだけで、ＬＥＤ（４０）の光軸の方向が照明域（Ｓ１）の中央部を向くようになる。また、このとき、ＬＥＤ（４０）の光軸と集光レンズ（３２）の光軸や反射鏡（３５）の光軸とを合わせるようにすればよい。
【００３９】
また、正面カバー（３１）が照明域（Ｓ１）とは反対の方向へ凹入した凹入面（３１ａ）を備え、凹入面（３１ａ）が、正面カバー（３１）に一体的に形成される集光レンズ（３２）の光軸の方向を照明域（Ｓ１）の中央部に向けるように形成してもよく、前述したように、集光レンズ（３２）の形成される位置によって、集光レンズ（３２）の向きを変える必要があるが、正面カバー（３１）が凹入面（３１ａ）になっているから、各集光レンズ（３２）の向きを積極的に変えなくても、集光レンズ（３２）を正面カバー（３１）の凹入面（３１ａ）に沿って配すれば、その集光レンズ（３２）の光軸の方向が照明域（Ｓ１）の中央部を向くようになり、複数の集光レンズ（３２）の各形状を異ならせる必要がなく、正面カバー（３１）と一体的に形成される集光レンズ（３２）を同一形状のものにすることができる。
【００４０】
光学系（３０）は、基板（２０）の表面（２１）に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズ（３２）と、複数の集光レンズ（３２）を複数のＬＥＤ（４０）にそれぞれ対応するようにして支持するためのレンズ支持部材（３３）とを含み、レンズ支持部材（３３）は、複数の集光レンズ（３２）の各光軸（Ｌ２）を複数のＬＥＤ（４０）の各光軸（Ｌ２）にそれぞれ一致させるように形成されているものでは、集光レンズ（３２）をレンズ支持部材（３３）に装着すれば、集光レンズ（３２）の光軸（Ｌ２）とＬＥＤ（４０）の光軸（Ｌ２）とが一致するように、例えば、レンズ支持部材（３３）全体を基板（２０）の表面（２１）と同じように曲面（２２）に形成したり、また、例えば、集光レンズ（３２）を装着するための装着孔を形成したりすればよいので、ＬＥＤ（４０）の配される位置に対応させて様々な形状の集光レンズ（３２）を用意する必要がなく、複数の集光レンズ（３２）に同一のものを用いることができ、集光レンズ（３２）の製造コストや組立コストを低減することができる。
【００４１】
複数のＬＥＤ（４０）が２以上のグループ（Ｇ１１、Ｇ１２）に分けられ、照明域（Ｓ１）はグループ（Ｇ１１、Ｇ１２）に受け持たれる領域である受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）を含むようにしてもよく、この場合、グループ（Ｇ１１、Ｇ１２）に係るＬＥＤ（４０）からの光は、集光レンズ（３２）によって受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）にそれぞれ集光する。隣接する受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）同士は互いに重なり合うようになっていてもよく、互いに重ならないようになっていてもよい。
【００４２】
例えば、受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の中央部（Ｓ１３）の照度よりその中央部（Ｓ１３）の周囲である周縁部（Ｓ１４）の照度が低くなるような場合に、隣り合う受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）において、受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の周縁部（Ｓ１４）同士を重なり合うようにして照度を上げるようにすれば、照明域（Ｓ１）全体の均整度を上げることができる。
【００４３】
集光レンズ（３２）は、集光レンズ（３２）の正面から前方に突出している前方凸レンズ部（３２ｂ）と、集光レンズ（３２）の背面から後方に突出している後方凸レンズ部（３２ｃ）とを含むものでは、前方凸レンズ部（３２ｂ）の複数がＬＥＤ（４０）の並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、後方凸レンズ部（３２ｃ）の複数が各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されているので、複数の集光レンズ（３２）を個々に形成し、個々に組み立てることなく、一体的に形成し、一度にまとめて組み立てることができる。
【００４４】
前方凸レンズ部（３２ｂ）および後方凸レンズ部（３２ｃ）の各々は、互いに異なる曲率で前方および後方にそれぞれ突出していて、ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）に集光させるように形成してもよく、例えば、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）が矩形状である場合に、ＬＥＤ（４０）からの光を後方凸レンズ部（３２ｃ）で一方向（例えば、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の短手方向）に集光させ、さらに、前方凸レンズ部（３２ｂ）で他方向（例えば、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の長手方向）に集光させるようにすれば、各ＬＥＤ（４０）からの光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）に集光させることができる。
【００４５】
複数のＬＥＤ（４０）が赤、緑、青の各色を発光するＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）を含むものでは、ＬＥＤ（４０）制御手段は、ＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）をそれぞれ点灯制御して、ＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）からの光束の総量を一定のままにし、ＲＧＢの各ＬＥＤ（４０）からの光束の比率を変えることで、色温度を調整するようにしてもよく、この場合、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。
【００４６】
複数のＬＥＤ（４０）は、２以上の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を集めて成るＬＥＤモジュール（４０Ｍ）の複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤ（４０ｒ）を含むものでは、例えば、白色ＬＥＤ（４０ｗ）を点灯しただけでは赤色の成分が不足していることから、赤い物体が黄色っぽく見える場合に、赤色ＬＥＤ（４０ｒ）を点灯させることで、赤色の物体を本来の色に見せることができ、演色性が高まる。
【００４７】
複数のＬＥＤ（４０）は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を含み、各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）は、同じ系統で１箇所に集まらないように配してもよく、この場合、各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）を点灯制御することで、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。各系統の白色ＬＥＤ（４０ｗ）への電流を制御することで、色温度を変えるようにしてもよい。
【００４８】
無影灯の裏面（１５）側に光源からの熱を無影灯の外へ放出するための放熱部材（５０）を配してもよく、この場合、光源であるＬＥＤ（４０）からの赤外光は少なく、ＬＥＤ（４０）から生じる熱量は少なめであるが、放熱部材（５０）によって、無影灯の裏面（１５）側から放熱することで、ＬＥＤ（４０）の耐久性を上げることができる。無影灯の裏面（１５）が金属材によって平らな面に形成されているものでは、例えば、アルミニウム材によって平らな裏面（１５）を形成すれば、無影灯の裏面（１５）側からの放熱効果を高めることができ、放熱部材（５０）をわざわざ設けないで済む。
【００５０】
ＬＥＤ（４０）は、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）のいずれか１つの形状に対応する形にＬＥＤ（４０）の発光分布がなるように形成してもよく、この場合、ＬＥＤ（４０）からの光を単に集光させるだけで、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）に照射させることができ、特殊なレンズを使う必要がない。
【００５１】
集光レンズ（３２）は、ＬＥＤ（４０）からの光を略正方形の領域（Ｓ１５）に照射するように形成され、集光レンズ（３２）の２以上は、互いに集まることでレンズモジュール（３２Ｍ）を構成し、レンズモジュール（３２Ｍ）が照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）のいずれか１つの形状に対応する形状に形成されてもよく、この場合、集光レンズ（３２）を集めて適当な形のレンズモジュール（３２Ｍ）にするだけで、レンズモジュール（３２Ｍ）の形に対応した照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）にＬＥＤ（４０）からの光を集光させることができる。また、レンズモジュール（３２Ｍ）の複数を集めて、適当な形にすることで、その形に対応した照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）にＬＥＤ（４０）からの光を集光させることもできる。
【００５２】
集光レンズ（３２）は、ＬＥＤ（４０）からの放射エネルギーの高い光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の周縁部（Ｓ１４）に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の中央部（Ｓ１３）に集光させるように形成されているものでは、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の中央部（Ｓ１３）および周縁部（Ｓ１４）の各照度がほぼ同じになり、照明域（Ｓ１）あるいは受け持ち領域（Ｓ１１、Ｓ１２）の均整度を上げることができる。
【００５３】
集光レンズ（３２）とレンズ支持部材（３３）とを一体的に形成し、レンズ支持部材（３３）の背面あるいは表面に遮光材（３６）を塗布したものでは、集光レンズ（３２）とレンズ支持部材（３３）とは、透光性を有する材料によって一体成形され、その後に、レンズ支持部材（３３）の背面あるいは表面側に遮光材（３６）が塗布される。集光レンズ（３２）とレンズ支持部材（３３）とを一体成形することで、それらを別々に製造して組み立てる必要がない。
【００５４】
集光レンズ（３２）とＬＥＤ（４０）との間にＬＥＤ（４０）からの熱を放出するための放熱用の隙間（ＳＬ）を形成し、集光レンズ（３２）をレンズ支持部材（３３）からＬＥＤ（４０）の方へ突出してＬＥＤ（４０）に近接させることにより、ＬＥＤ（４０）からの熱を放熱用の隙間（ＳＬ）に放出させて、ＬＥＤ（４０）を過熱させないようにしてもよい。これにより、ＬＥＤ（４０）の耐久性を高めＬＥＤ（４０）からの光のほぼ全部を集光レンズ（３２）に入射させるようにし、ＬＥＤ（４０）からの光を無駄に拡散させないようにすることができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施の形態を示す無影灯の平面図であって、中央のＬＥＤからの光を照明域全体に集光させた様子を示す図、図２は無影灯の側面図、図３は同じく無影灯の平面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図、図４は無影灯の側面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図、図５は無影灯の正面図、図６は無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示した図である。
【００５６】
図１〜図６に示すように、本発明の第１実施の形態に係る無影灯は、光源からの光を照明域Ｓ１へ集光させるようにしたものであり、基板２０と光学系３０とを備えている。無影灯は図示しないアームにより支持される。光源は複数のＬＥＤ４０を含んでいる。基板２０の表面２１を照明域Ｓ１に対向させるように基板２０が配されている。複数のＬＥＤ４０は、基板２０の表面２１に沿って広がるように配されている。基板２０は無影灯の本体１０の正面板に成っている。複数のＬＥＤ４０の広がった形状は照明域Ｓ１の形状に対応している。第１実施の形態では、矩形状の照明域Ｓ１に合わせて、複数のＬＥＤ４０も基板２０の表面２１に沿って矩形状に広がるようになっている。ＬＥＤ４０には、例えば、紫外光ＬＥＤのパッケージに蛍光材を被せた白色ＬＥＤが用いられている。
【００５７】
本実施の形態では、ＬＥＤ４０は基板２０に縦横５×７のマトリクス状に配列されている。光学系３０は、各ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体へ個々に集光させるように配されている。基板２０には、ＬＥＤ４０のリードを基板２０の表側から裏側へ通すためのザグリ孔（図示省略）が形成されている。基板２０の背面側には、白色ＬＥＤ駆動のためのドライバ、電源およびＡＤコンバータ（共に図示省略）が配されている。各ＬＥＤ４０は電源に直列に接続されている。ドライバは電流調整することで輝度制御する機能を備えている。
【００５８】
複数のＬＥＤ４０を正面から覆うための正面カバー３１を備えている。正面カバー３１は無影灯の本体１０に嵌着されることで、所定位置に位置決め固定されている。光学系３０は、複数の集光レンズ３２を含んでいる。複数の集光レンズ３２は、各ＬＥＤ４０に対応してそれぞれ配されている。さらに、複数の集光レンズ３２は、正面カバー３１と一体的に形成されている。集光レンズ３２は正面側が平らな片凸レンズである。図１および図２に示すように、集光レンズ３２は、ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体に集光させるものである。すなわち、ＬＥＤ４０からの光の光通路Ｌ１は集光レンズ３２によって照明域Ｓ１全体の幅に徐々に広くなっていく。同じく、その他の集光レンズ３２も、図３および図４に示すように、各ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体に個々に集光させるものである。
【００５９】
複数の集光レンズ３２と正面カバー３１とは樹脂成形型により、一体的に形成される。素材としては、透光性を有する樹脂材が用いられている。各集光レンズ３２はその光軸の方向が照明域Ｓ１の中央部を向くように形成される。したがって、集光レンズ３２の形成される位置によって集光レンズ３２の形状は異なっている。例えば、基板２０の中央部に形成される集光レンズ３２の形状と、基板２０の端部に形成される集光レンズ３２の形状とは異なるものになる。
【００６０】
次に、第１実施の形態の作用を説明する。
基板２０の表面２１に複数のＬＥＤ４０を縦横各々所定個のマトリクス状に配列することで、複数のＬＥＤ４０が嵩張らず、ＬＥＤ４０の基板２０を小さくでき、無影灯の小型化を図ることができる。基板２０の各位置に配され、基板２０の正面側に出射された各ＬＥＤ４０からの光は、集光レンズ３２によって照明域Ｓ１全体へ個々に集光するので、光量損失が少なく、十分な光量を得ることができる。また、ＬＥＤ４０の各々は光源が小さく、集光レンズ３２は、ＬＥＤ３２からの光を照明域Ｓ１に集光させ易くなる。さらに、各集光レンズ３２は各ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１全体に個々に集光させるから、ＬＥＤ４０の光通路Ｌ１内に遮光物が侵入していても照明域Ｓ１に影像が発生することはない。
【００６１】
図７は無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示し、ＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。図７に示すように、ＬＥＤ４０からの光は照明域Ｓ１の手前で１点に集まってから照明域Ｓ１全体に向かって広がるようになる。ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１の手前で１点に集めるために、集光レンズ３２は、焦点距離の短い、外径の小さなものが用いられる。外径の小さな集光レンズ３２を用いることで、隣接する集光レンズ３２間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ４０間の距離が短くなって、基板２０が小さくて済み、無影灯を小型にすることができる。
【００６２】
図８は無影灯の正面図、図９は無影灯の正面図であって、集光レンズに矩形状断面形状のものを示した図である。前述したように、集光レンズ３２は片凸レンズであるが、図８に示すように、集光レンズ３２は円形断面形状の片凸レンズであってもよく、図９に示すように、矩形状断面形状の片凸レンズであってもよい。集光レンズ３２の矩形状断面形状は、照明域Ｓ１の形状に対応している。
【００６３】
図１０は、本発明の第２実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系としてフレネルレンズを示した図、図１１は同じく本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図、図１２は同じく本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図である。
【００６４】
図１０に示すように、光学系３０としてフレネルレンズ３２ａが用いられ、フレネルレンズ３２ａと正面カバー３１とが一体的に形成されている。図１１に示すように、フレネルレンズ３２ａは、円形断面形状の凸レンズの曲率だけを平面上に並べたものであってもよく、図１２に示すように、矩形状の照明域Ｓ１の形状に合わせて、断面矩形状の凸レンズの曲率だけを平面上に並べたものであってもよい。
【００６５】
図１３は本発明の第３実施の形態を示す無影灯の平面図、図１４は同じく本発明の第３実施の形態を示す無影灯の側面図である。図１３および図１４に示すように、基板２０の表面２１は、照明域Ｓ１とは反対の方向へ凹入した曲面２２を備えている。曲面２２は、それに配置されるＬＥＤ４０の光軸の方向を照明域Ｓ１の中央部に向けるように形成されている。曲面２２としては、回転放物面、双曲面、回転楕円面、球面などが含まれる。
【００６６】
また、正面カバー３１は、照明域Ｓ１とは反対の方向へ凹入した凹入面３１ａを備えている。凹入面３１ａは、正面カバー３１に一体的に形成される集光レンズ３２の光軸の方向を照明域Ｓ１の中央部に向けるように形成されている。凹入面３１ａも同じく、回転放物面、双曲面、回転楕円面、球面などが含まれる。
【００６７】
この基板２０の曲面２２においても、ＬＥＤ４０のリードを通すためのザグリ孔（図示省略）が形成されており、基板２０の曲面２２に沿ってＬＥＤ４０を配する場合、例えば、ＬＥＤ４０のリードを基板２０のザグリ孔に通して、ＬＥＤ４０を曲面２２の所定位置に実装するだけで、そのＬＥＤ４０の光軸の方向が照明域Ｓ１の中央部を向くようになる。それによって、ＬＥＤ４０を基板２０に実装するときに、ＬＥＤ４０の光軸合わせを特別に行う必要がない。
【００６８】
前記第１実施の形態において述べたように、集光レンズ３２の形成される位置によって、集光レンズ３２の向きを変える必要があるが、正面カバー３１が凹入面３１ａになっているから、同一形状の各集光レンズ３２を正面カバー３１の凹入面３１ａに沿って配するように形成するだけで、その集光レンズ３２の光軸の方向が照明域Ｓ１の中央部を向くようになり、集光レンズ３２の形成される位置によって、各集光レンズ３２の形状を異ならせる必要がない。それによって、正面カバー３１と集光レンズ３２との一体形状を簡単にすることができ、製作し易くなる。
【００６９】
図１５は本発明の第４実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として反射鏡を示した図、図１６は同じく無影灯の部分平面図であって、反射鏡で反射させたＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。
【００７０】
図１５に示すように、光学系３０は、複数の反射鏡３５を含んでいる。複数の反射鏡３５は、各ＬＥＤ４０に対応してそれぞれ配されている。複数の反射鏡３５は、集光レンズ３２に代えて用いられていて、照明域Ｓ１全体へ個々に各ＬＥＤ４０からの光を反射して集光させるように形成されている。反射鏡３５は、ＬＥＤ４０から照明域Ｓ１外に出射した光を照明域Ｓ１内に向けて反射させることで、ＬＥＤ４０からの光がほぼ全て照明域Ｓ１に集光することになり、光量損失を少なくして、十分な光量を得ることができるものである。また、反射鏡３５が凹面鏡に類似したものであるとき、反射鏡３５の鏡軸が照明域Ｓ１の中央部を通るように、各反射鏡３５が配置される。
【００７１】
図１６に示すように、ＬＥＤ４０からの光を反射して照明域Ｓ１の手前で１点に集めるように反射鏡３５を形成してもよい。例えば、反射鏡３５が凹面鏡に類似したものであるとき、焦点距離の短い、外径の小さな反射鏡３５を用いることで、ＬＥＤ４０からの光は照明域Ｓ１の手前で１点に集まってから照明域Ｓ１全体に向かって広がるようになる。外径の小さな反射鏡３５を用いることで、隣接する反射鏡３５間の距離が短くなって、隣接するＬＥＤ４０間の距離が短くなって、基板２０の狭い範囲内に所定の複数のＬＥＤ４０を配することができ、無影灯を小型にすることができる。
【００７２】
図１７は本発明の第５実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として集光レンズおよび反射鏡を示した図である。図１７に示すように、集光レンズ３２と共に反射鏡３５が用いられている。ＬＥＤ４０と反射鏡３５とは、互いの光軸を合わせるように配されている。反射鏡３５を集光レンズ３２と共に用いる場合には、集光レンズ３２の外に向かって出射するＬＥＤ４０からの光を反射して、集光レンズ３２へ向けるように反射鏡３５を形成する。それにより、ＬＥＤ４０からの光がほぼ全て集光レンズ３２を通って照明域Ｓ１に集光することになり、光量損失を少なくして、十分な光量を得ることができる。
【００７３】
図１８は本発明の第６実施の形態に係る無影灯を概念的に示した部分平面図であって、ＬＥＤからの光を集光レンズによって照明域全体に集光させた図、図１９は、同じく部分平面図であって、ＬＥＤからの光を集光レンズによって集光させた領域をＬＥＤ毎に異ならせるようにした図、図２０は、同じく部分平面図であって、複数のＬＥＤは２つのグループに分けられ、各グループにかかるＬＥＤからの光を集光レンズにより受け持ち領域に集光させた図である。
【００７４】
図１８に示すように、光学系３０は、基板２０の表面２１に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズ３２と、複数の集光レンズ３２を支持するためのレンズ支持部材３３とを備えている。レンズ支持部材３３の装着面３３ａは、基板２０の表面２１に沿うように曲面に形成されている。複数の集光レンズ３２は、片凸レンズ状に形成され、その装着面３３ａに沿って配されている。レンズ支持部材３３は、複数の集光レンズ３２を複数のＬＥＤ４０にそれぞれ対応させるようにして支持している。
【００７５】
また、レンズ支持部材３３は、複数の集光レンズ３２の各光軸Ｌ２を複数のＬＥＤ４０の各光軸Ｌ２にそれぞれ一致させるように形成されている。レンズ支持部材３３には、各ＬＥＤ４０の光軸Ｌ２に対しその中心軸を一致させるようにして装着孔３３ｂがそれぞれ穿設されている。それによって、同一の集光レンズ４０を各装着孔３３ｂに嵌め込めば、各集光レンズ３２の光軸Ｌ２と各ＬＥＤ４０の光軸Ｌ２とが一致するようになり、集光レンズ３２の組立が容易になる。
【００７６】
図１８においては、ＬＥＤ４０からの光を集光レンズ３２で照明域Ｓ１全体に集光させたものを示したが、図１９に示すように、ＬＥＤ４０からの光を集光レンズ３２で照明域Ｓ１内の受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２にそれぞれ集光させるようにしてもよい。隣り合う受け持ち領域Ｓ１、Ｓ２において、受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の周縁部Ｓ１４同士を重ね合わせるようにすれば、周縁部Ｓ１４同士の照度が上がって、受け持ち領域Ｓ１、Ｓ２の中央部Ｓ１３の照度とほぼ等しくなり、照明域Ｓ１の均整度を上げることができる。
【００７７】
また、図２０に示すように、複数のＬＥＤ４０は、２つのグループＧ１１、Ｇ１２に分けられている。照明域Ｓ１は、グループＧ１１、Ｇ１２に受け持たれる領域である受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２を含んでいて、集光レンズ３２は、グループＧ１１、Ｇ１２に係るＬＥＤ４０からの光を受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２に集光させるように配されている。これに限らず、複数のＬＥＤ４０を二以上のグループＧ１１、Ｇ１２、…に分け、各グループＧ１１、Ｇ１２、…に係るＬＥＤ４０からの光を二以上の受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２、…に集光させるようにしてもよい。
【００７８】
図２１は、本発明の第７実施の形態に係る無影灯の集光レンズを主に示す部分斜視図、図２２は、図２１のＸＸＩＩ矢視図、図２３は、図２１のＸＸＩＩＩ矢視図である。
【００７９】
図２１〜図２３に示すように、集光レンズ３２は、複数の前方凸レンズ部３２ｂと複数の後方凸レンズ部３２ｃとを一体形成して成る。前方凸レンズ部３２ｂは、集光レンズ３２の正面から前方に突出していて、後方凸レンズ部３２ｃは、集光レンズ３２の背面から後方に突出している。複数の前方凸レンズ部３２ｂは、ＬＥＤ４０の並べられている行に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている。また、複数の後方凸レンズ部３２ｃは、ＬＥＤ４０の並べられている列に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている。複数の前方凸レンズ部３２ｂと複数の後方凸レンズ部３２ｃとが一体形成されているので、複数の集光レンズ３２を個々に形成し、個々に組み立てる必要がない。
【００８０】
前方凸レンズ部３２ｂと後方凸レンズ部３２ｃとの一対によって、各ＬＥＤ４０からの光が照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２に集光するように成っている。前方凸レンズ部３２ｂおよび後方凸レンズ部３２ｃの各々は、互いに異なる曲率で前方および後方にそれぞれ突出していて、ＬＥＤ４０からの光を照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２に集光させるように形成されている。例えば、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２が略矩形状である場合に、ＬＥＤ４０からの光を後方凸レンズ部３２ｃで照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の短手方向に集光させ、透過した光をさらに、前方レンズ部３２ｂで照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の長手方向に集光させるようになっている。
【００８１】
図２４は、本発明の第８実施の形態を示す無影灯の説明図である。図２４に示すように、複数のＬＥＤ４０は、赤、緑、青の各色を発光するＲＧＢの各ＬＥＤ４０を含んでいて、赤色ＬＥＤ４０ｒからの光束の量の比率をその円グラフの「Ｒ」の面積で示し、緑色ＬＥＤ４０ｇからの光束の量の比率をその円グラフの「Ｇ」の面積で示し、青色ＬＥＤ４０ｂからの光束の量の比率をその円グラフの「Ｂ」の面積で示している。図２４ａでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／３であって、標準的な白色光となる。また、図２４ｂでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／２、１／４、１／４であって、赤が強い白色光となる。さらに、図２４ｃでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／４、１／２、１／４であって、緑が強い白色光となる。さらに、図２４ｄでは、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の量の比率はそれぞれ１／４、１／４、１／２であって、青が強い白色光となる。
【００８２】
図外のＬＥＤ制御手段は、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の総量を一定のままにして、例えば、図２４ａ〜ｄに示すように、ＲＧＢの各ＬＥＤ４０からの光束の比率を変えることで、色温度を調整するものである。ＬＥＤ制御手段が各ＬＥＤ４０をパルス制御することで、点灯電圧を一定のままで調光することができる。
【００８３】
図２５は、本発明の第９実施の形態を示す無影灯の説明図であって、（ａ）は、複数の白色ＬＥＤの中に赤色ＬＥＤを含ませたことを示す説明図、（ｂ）は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤが、同じ系統で１箇所に集まらないように配されていることを示す説明図である。
【００８４】
図２５ａに示すように、複数のＬＥＤ４０は、２以上の白色ＬＥＤ４０ｗを集めて成るＬＥＤモジュール４０Ｍの複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤ４０ｒとを含んでいる。本第９実施の形態では、ＬＥＤモジュール４０Ｍは白色ＬＥＤ４０ｗを１０個集めたものであって、基板２０の表面２１上に６個配されている。隣り合うＬＥＤ４０の間の隙間あるいは、各ＬＥＤモジュール４０Ｍの周りには白色ＬＥＤ４０ｗがそれぞれ配されている。赤色ＬＥＤ４０ｒを点灯させることで、白色ＬＥＤ４０ｗの点灯だけでは黄色っぽく見える赤色の物体を本来の色に見せることができ、演色性が高まる。
【００８５】
図２５ｂに示すように、複数のＬＥＤ４０は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤ４０ｗを含んでいて、各系統の白色ＬＥＤ４０ｗは、同じ系統で１箇所に集まらないように配されている。図２５ｂでは、赤系の白色ＬＥＤ４０ｗを「Ａ」で示し、緑系の白色ＬＥＤ４０ｗを「Ｂ」で示し、青系の白色ＬＥＤ４０ｗを「Ｃ」で示している。図外のＬＥＤ制御手段によって、各系統の白色ＬＥＤ４０ｗを点灯制御することで、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。
【００８６】
図２５ｂに示すように、左端から１列目の白色ＬＥＤ４０ｗの並び「ＡＡＢＢＣＣ」、また、左端から２列目の白色ＬＥＤ４０ｗの並び「ＣＣＡＡＢＢ」、さらに、左端から３列目の白色ＬＥＤ４０ｗの並び「ＢＢＣＣＡＡ」をそれぞれ１つのモジュールとしてもよい。
【００８７】
図２６は、本発明の第１０実施の形態を示す無影灯において、正面カバーを破断して示す部分断面図、図２７は、同じく、無影灯の正面図である。
【００８８】
図２６に示すように、無影灯の裏面１５側には、光源であるＬＥＤ４０からの熱を無影灯の外へ放出するための放熱部材５０が配されている。放熱部材５０は、ベース５１に多数個のリブ５２を形成したものである。リブの代わりにピンを多数個を形成してもよい。放熱部材５０のベース５１は無影灯の裏面１５になっている。ベース５１の両側縁にはハンドル７０が取付られている。ＬＥＤ４０からの熱は、ベース５１からリブ５２に伝わり、さらにリブ５２から放熱される。それにより、ＬＥＤ４０が適正な温度に保たれ、ＬＥＤ４０の耐久性を向上させることができる。
【００８９】
図２８は、本発明の第１１実施の形態を示す無影灯であって、無影灯の裏面が金属材によって平らな面に形成されていることを示す部分断面図である。
【００９０】
無影灯の裏面１５は、熱伝導に優れた例えばアルミニウム材などの金属材によって平らな面に形成されている。本実施の形態では、無影灯の裏面１５は、金属材によって鏡面に形成され、無影灯の背後を照明するための補助照明灯６０を備えている。無影灯を裏表逆にすることで、鏡として用いることができる。無影灯の裏面１５を鏡面メッキによって形成してもよい。
【００９１】
図２９は、本発明の第１２実施の形態を示す無影灯の部分斜視図である。図２９に示すように、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２のいずれか１つの形状に対応する形に発光分布がなるようにＬＥＤ４０が形成されている。
【００９２】
例えば、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２が矩形状である場合に、照明域Ｓ１等の長手方向にＬＥＤ４０の発光分布の長手方向が対応するようにＬＥＤ４０が配されている。それによって、ＬＥＤ４０の発光分布の形が照明域Ｓ１等の形状に対応するようになり、ＬＥＤ４０からの光を簡単な集光レンズで集光させるだけで、照明域Ｓ１等に照射させることができる。
【００９３】
図３０は、本発明の第１３実施の形態を示す無影灯のレンズモジュールの斜視図、図３１は、同じく無影灯の斜視図である。
【００９４】
図３０に示すように、集光レンズ３２は、ＬＥＤからの光を略正方形の領域１５に照射するように形成されている。集光レンズ３２の２以上は、互いに集まることでレンズモジュール３２Ｍを構成している。本第１３実施の形態では、１０個の集光レンズ３２によって１つのレンズモジュール３２Ｍが構成されている。
【００９５】
図３１に示すように、基板２０には９個のレンズモジュール３２Ｍが装着されている。本第１３実施の形態では、レンズモジュール３２Ｍは、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２のいずれか１つの形状に対応する形状に形成されている。このように、２以上の集光レンズ３２を所定の形状に集めたレンズモジュール３２Ｍによって、そのレンズモジュール３２Ｍの形状に対応する照明域Ｓ１等にＬＥＤ４０からの光を集光させることができ、レンズモジュール３２Ｍの製作が容易になる。
【００９６】
図３２は、本発明の第１４実施の形態を示す無影灯の概念図である。図３２ａに示すように、ＬＥＤの放射（発光）エネルギーの分布は、山形形状であって、光軸Ｌ２の方向に放射する光の放射エネルギーが最高値となり、光軸Ｌ２の方向に対して放射する光の方向が大きくなるほど、光の放射エネルギーが低くなっていく。
【００９７】
図３２ｂに示すように、集光レンズ３２によって、ＬＥＤ４０からの放射エネルギーの高い光を照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の周縁部Ｓ１４に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の中央部Ｓ１３に集光させるようにした。それによって、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の中央部Ｓ１３および周縁部Ｓ１４の各照度がほぼ同じになり、照明域Ｓ１あるいは受け持ち領域Ｓ１１、Ｓ１２の均整度を上げることができる。
【００９８】
図３３〜図３６は、本発明の第１５実施の形態を示す無影灯であって、図３３は、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図、図３４は、同じく、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図、図３５は、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図、図３６は、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図である。
【００９９】
図３３に示すように、集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とは、透光性を有する材料によって一体成形され、その後に、集光レンズ３２の表面と背面とが磨かれ、レンズ支持部材３３の背面側に遮光材３６が塗布される。集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とを一体成形したことで、それらを別々に製造して組み立てる必要がない。また、図３４に示すように、レンズ支持部材３３の表面側に遮光材３６を塗布するようにしてもよい。
【０１００】
図３５に示すように、レンズ支持部材３３とＬＥＤ４０との間に広めの放熱用の隙間ＳＬが形成され、放熱用の隙間ＳＬに、ＬＥＤ４０から熱を放出するようになっている。また、集光レンズ３２の背面３７をレンズ支持部材３３からＬＥＤ４０の方（背後の方）に突出させることで、集光レンズ３２の背面３７側をＬＥＤ４０に近接させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、図３５においても、図３３、図３４と同様に、集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とは、透光性を有する材料によって一体成形され、その後に、集光レンズ３２の表面と背面とが磨かれ、レンズ支持部材３３の背面側に遮光材３６が塗布される。また、図３６に示すように、レンズ支持部材３３の表面側に遮光材３６を塗布するようにしてもよい。
【０１０２】
図３７および図３８は、本発明の第１６実施の形態を示す無影灯であって、図３７は、集光レンズをレンズ支持部材にマトリクス状に並べて、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図、図３８は、同じく、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであって、レンズ支持部材に遮光材を塗布したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【０１０３】
図３７に示すように、集光レンズ３２は、略半円球形状に形成され、平板状のレンズ支持部材３３にマトリクス状に配列されていて、複数の集光レンズ３２とレンズ支持部材３３とが透光性を有する材料によって一体成形されている。また、図３８に示すように、レンズ支持部材３３の表面側には遮光材３６が塗布され、ＬＥＤ４０からの光のほぼ全部を集光レンズ３２に入射させるようにして、光の無駄な拡散を防止している。図３８に示すものに限らず、レンズ支持部材３３の裏面側に遮光材３６を塗布してもよい。
【０１０４】
なお、前記実施の形態においては、複数のＬＥＤ４０を基板２０の表面２１にマトリクス状に配列したものを示したが、基板２０の表面２１にほぼ均一に分散するように並べるようにしてもよい。
【０１０５】
また、前記実施の形態においては、基板２０の曲面２２および正面カバー３１の凹入面３１ａを回転放物面、双曲面、回転楕円面、球面に形成した例を示したが、完全な回転放物面等でなくてもよく、これに近似した曲面であってもよい。
【０１０６】
さらに、実施の形態においては、基板２０の曲面２２や正面カバー３１の凹入面３１ａが１つの滑らかな曲面であるとして説明したが、基板２０や正面カバー３１を複数の領域にそれぞれ分割し、それぞれの領域が所定の各曲面で形成されているようなものであってもよい。
【０１０７】
さらに、前記実施の形態では、前方凸レンズ部３２ｂは、ＬＥＤ４０の並べられている行に沿ってシリンダー状に延びていて、後方凸レンズ部３２ｃは、ＬＥＤ４０の並べられている列に沿ってシリンダー状に延びているものを示したが、逆の態様、すなわち、前方凸レンズ部３２ｂは、ＬＥＤ４０の並べられている列に沿って延びていて、後方凸レンズ部３２ｃは、ＬＥＤ４０の並べられている行に沿ってシリンダー状に延びているものであってもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明に係る無影灯によれば、無影灯の裏面が金属材によって鏡面に形成され、無影灯の背後を照明するための補助照明灯を備えたので、無影灯の裏面側からの放熱効果を高めることができ、また、無影灯を裏表逆にすることで、鏡として用いることができるとともに、補助照明灯を点灯することで、鏡に写る対象を照らすことができる。複数のＬＥＤが基板の表面に沿って広がるように配され、光学系が各ＬＥＤからの光を照明域全体へ個々に集光させるように配されているので、ＬＥＤの光量損失が少ない構成になり、少数のＬＥＤであっても十分な光量を得られるようにして、コストを低減することができる。また、基盤に配される各ＬＥＤは小さな光源であるから、光源からの光を照明域に集光させ易くすることができる。また、ＬＥＤの光通路内に遮光物が侵入していても照明域に影像が発生せず、無影度を向上させることができる。
【０１０９】
さらに、集光レンズがＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるように配されているので、外径の小さな集光レンズを用いるようにすればよく、隣接する集光レンズ間の距離が短くなることから、無影灯を小型にすることができる。さらに、複数の反射鏡が照明域全体へ個々に各ＬＥＤからの光を反射して集光させるように形成されているので、各ＬＥＤからの光を照明域に集光させることができ、光量損失の少ない構成になり、十分の光量を得ることができる。
【０１１０】
さらに、反射鏡がＬＥＤからの光を反射して照明域の手前で１点に集めるように形成されているので、外径の小さな反射鏡を用いればよいから、隣接する反射鏡間の距離が短くなり、無影灯を小型にすることができる。さらに、基板の表面が照明域とは反対の方向へ凹入した曲面を備え、その曲面に配置されるＬＥＤの光軸の方向を照明域の中央部に向けるようにその曲面を形成したので、例えば、ＬＥＤを基板の表面に実装するだけで、自動的にＬＥＤの光軸の方向が照明域の中央部を向くようになるから、ＬＥＤの位置合わせを容易に行うことができる。
【０１１１】
正面カバーが照明域とは反対の方向へ凹入した凹入面を備え、照明カバーに一体的に形成される集光レンズの光軸の方向を照明域の中央部に向けるように凹入面を形成したので、正面カバーと一体的に形成される複数の集光レンズを同一形状のものにすることができ、正面カバーの製作が容易になる。
【０１１２】
複数の集光レンズが基板の表面に沿うようにそれぞれ配され、レンズ支持部材が複数の集光レンズを複数のＬＥＤにそれぞれ対応するようにして支持し、複数の集光レンズの各光軸を複数のＬＥＤの各光軸にそれぞれ一致させるようにしたので、例えば、レンズ支持部材全体を基板の表面と同じように曲面に形成したり、また、例えば、集光レンズを装着するための装着孔を形成したりすれば、集光レンズの各光軸を複数のＬＥＤの各光軸に一致させることができ、ＬＥＤの配される位置に対応させて様々な形状の集光レンズを用意する必要がなく、複数の集光レンズに同一のものを用いることができ、集光レンズの製造コストや組立コストを低減することができる。
【０１１３】
グループに係るＬＥＤからの光が集光レンズによって受け持ち領域にそれぞれ集光するようにしたので、例えば、受け持ち領域の中央部の照度よりその中央部の周囲である周縁部の照度が低くなるような場合に、隣り合う受け持ち領域において、受け持ち領域の周縁部同士を重なり合うようにして照度を上げるようにすれば、照明域の均整度が上がり、照明域の隅々まで均一な明るさを実現することができる。
【０１１４】
集光レンズは、集光レンズの正面から前方に突出している前方凸レンズ部と、集光レンズの背面から後方に突出している後方凸レンズ部とを含み、前方凸レンズ部の複数がＬＥＤの並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、後方凸レンズ部の複数が各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されているので、複数の集光レンズを個々に形成し、個々に組み立てることなく、集光レンズの製造コストおよび組立コストを低減することができる。
【０１１５】
前方凸レンズ部および後方凸レンズ部の各々が互いに異なる曲率で前方および後方にそれぞれ突出していて、ＬＥＤからの光を照明域あるいは受け持ち領域に集光させるように形成されているので、ＬＥＤからの光を後方凸レンズ部で一方向に集光させ、さらに、前方凸レンズ部で他方向に集光させることで、各ＬＥＤからの光を照明域あるいは受け持ち領域に集光させることができる。
【０１１６】
複数のＬＥＤが赤、緑、青の各色を発光するＲＧＢの各ＬＥＤを含み、ＬＥＤ制御手段がＲＧＢの各ＬＥＤをそれぞれ点灯制御するようにしたので、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の総量を一定のままにし、照明域あるいは受け持ち領域の照度を変えることなく、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の比率を変えて、利用者の好みの色温度に変えることができ、使い勝手を良くすることができる。
【０１１７】
２以上の白色ＬＥＤを集めて成るＬＥＤモジュールの複数に、１または２以上の赤色ＬＥＤを含ませたので、例えば、白色ＬＥＤを点灯しただけでは赤色の成分の不足で黄色っぽく見える赤い物体が、赤色ＬＥＤを点灯させることで、本来の色に見せることができ、演色性を高めることができる。
【０１１８】
色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤを含み、各系統の白色ＬＥＤが同じ系統で１箇所に集まらないように配されているので、各系統の白色ＬＥＤを点灯制御することで、照明域あるいは受け持ち領域の照度を変えることなく、利用者の好みの色温度に変えることができる。
【０１２０】
ＬＥＤが照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形にＬＥＤの発光分布がなるように形成されているので、ＬＥＤからの光を単に集光させるだけで、照明域あるいは受け持ち領域を照射するようになり、特殊なレンズを使う必要がなく、集光レンズの製造コストを低減することができる。
【０１２１】
集光レンズがＬＥＤからの光を略正方形の領域に照射するように形成され、集光レンズの２以上は、互いに集まることでレンズモジュールを構成し、レンズモジュールが照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形状に形成されているので、集光レンズを集めて適当な形のレンズモジュールにするだけで、レンズモジュールの形に対応した照明域あるいは受け持ち領域にＬＥＤからの光を集光させることができ、集光レンズの設計が容易にできる。
【０１２２】
ＬＥＤからの放射エネルギーの高い光を照明域あるいは受け持ち領域の周縁部に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域あるいは受け持ち領域の中央部に集光させるように集光レンズを形成したので、照明域あるいは受け持ち領域の中央部および周縁部の各照度がほぼ同じになって、照明域あるいは受け持ち領域の均整度が上がり、照明域あるいは受け持ち領域の隅々まで均一な明るさを実現することができる。
【０１２３】
レンズ支持部材と集光レンズとを一体的に形成し、レンズ支持部材の正面側または背面側の少なくとも一方に遮光材を塗布したので、レンズ支持部材と集光レンズとを別々に製造して組み立てる必要がなく、製造コストおよび組立コストを低減することができる。
【０１２４】
レンズ支持部材とＬＥＤとの間にＬＥＤからの熱を放出するための放熱用の隙間を形成したので、ＬＥＤからの熱を放熱用の隙間に放出させ、ＬＥＤからの熱を効率よく放出して、ＬＥＤを過熱させないようにしたから、ＬＥＤの耐久性が高まり、一方、レンズ支持部材からＬＥＤの方へ集光レンズを突出してＬＥＤに近接させることで、ＬＥＤからの光のほぼ全部を集光レンズに入射させるようにしたので、ＬＥＤからの光の拡散を抑え、ＬＥＤからの光を集光レンズによって無駄なく照明域に集光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態を示す無影灯の平面図であって、中央のＬＥＤからの光を照明域全体に集光させた様子を示す図である。
【図２】 同じく無影灯の側面図であって、中央のＬＥＤからの光を照明域全体に集光させた様子を示す図である。
【図３】 同じく無影灯の平面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図である。
【図４】 同じく無影灯の側面図であって、各ＬＥＤからの光を照明領域全体に個々に集光させた様子を示す図である。
【図５】 同じく無影灯の正面図である。
【図６】 同じく無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示した図である。
【図７】 同じく無影灯の部分拡大平面図であって、光学系として集光レンズを示し、ＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。
【図８】 同じく無影灯の正面図である。
【図９】 同じく無影灯の正面図であって、集光レンズに矩形状断面形状のものを示した図である。
【図１０】 本発明の第２実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系としてフレネルレンズを示した図である。
【図１１】 本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図である。
【図１２】 本発明の第２実施の形態を示す無影灯の正面図である。
【図１３】 本発明の第３実施の形態を示す無影灯の平面図である。
【図１４】 本発明の第３実施の形態を示す無影灯の側面図である。
【図１５】 本発明の第４実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として反射鏡を示した図である。
【図１６】 本発明の第４実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、反射鏡で反射させたＬＥＤからの光を照明域の手前で１点に集めるようにした図である。
【図１７】 本発明の第５実施の形態を示す無影灯の部分平面図であって、光学系として集光レンズおよび反射鏡を示した図である。
【図１８】 本発明の第６実施の形態係る無影灯を概念的に示した部分平面図であって、各ＬＥＤおよび各集光レンズを共に凹入した曲面に沿って配し、ＬＥＤと集光レンズとの各光軸とを一致させ、ＬＥＤからの光を集光レンズにより照射域全体に集光させた図である。
【図１９】 同じく無影灯を概念的に示した部分平面図であって、ＬＥＤと集光レンズとの各光軸とを一致させ、ＬＥＤからの光を集光レンズによって集光させた領域をＬＥＤ毎に異ならせるようにした図である。
【図２０】 同じく無影灯を概念的に示した部分平面図であって、ＬＥＤと集光レンズとの各光軸とを一致させ、複数のＬＥＤは２つのグループに分けられ、各グループにかかるＬＥＤからの光を集光レンズにより受け持ち領域に集光させた図である。
【図２１】 本発明の第７実施の形態に係る無影灯の集光レンズを主に示す部分斜視図である。
【図２２】 図２１のＸＸＩＩ矢視図である。
【図２３】 図２１のＸＸＩＩＩ矢視図である。
【図２４】 本発明の第８実施の形態を示す無影灯の説明図であって、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の総量を一定のままにして、ＲＧＢの各ＬＥＤからの光束の比率を変えることで、色温度を調整することを示す図である。
【図２５】 本発明の第９実施の形態を示す無影灯の説明図であって、（ａ）は、複数の白色ＬＥＤの中に赤色ＬＥＤを含ませたことを示す説明図、（ｂ）は、色調が赤系、緑系、青系である各系統の白色ＬＥＤが、同じ系統で１箇所に集まらないように配されていることを示す説明図である。
【図２６】本発明の第１０実施の形態を示す無影灯において、正面カバーを破断して示す部分断面図である。
【図２７】 同じく、無影灯の正面図である。
【図２８】 本発明の第１１実施の形態を示す無影灯であって、無影灯の裏面が金属材によって平らな面に形成されていることを示す部分断面図である。
【図２９】 本発明の第１２実施の形態を示す無影灯であって、照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形に発光分布がなるように形成されたＬＥＤを示す図である。
【図３０】 本発明の第１３実施の形態に係る無影灯のレンズモジュールの斜視図である。
【図３１】 同じく無影灯の斜視図であって、照明域あるいは受け持ち領域のいずれか１つの形状に対応する形に形成されたレンズモジュールを複数組み込んだものを示す図である。
【図３２】 本発明の第１４実施の形態を示す無影灯であって、（ａ）は、ＬＥＤの放射（発光）エネルギーの分布を示す図、（ｂ）は、集光レンズによって、ＬＥＤからの放射エネルギーの高い光を照明域あるいは受け持ち領域の周縁部に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を照明域あるいは受け持ち領域の中央部に集光させるようしたことを示す図である。
【図３３】本発明の第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図である。
【図３４】同じく、第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成し、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図である。
【図３５】同じく、第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の背面に遮光材を塗布した図である。
【図３６】同じく、第１５実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズとＬＥＤとの間の隙間をできるだけ小さくする一方、レンズ支持部材とＬＥＤとの間の隙間をできるだけ大きくしたものであり、レンズ支持部材の表面に遮光材を塗布した図である。
【図３７】本発明の第１６実施の形態を示す無影灯であって、集光レンズをレンズ支持部材にマトリクス状に並べて、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図３８】同じく、集光レンズとレンズ支持部材とを一体的に形成したものであって、レンズ支持部材に遮光材を塗布したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
Ｇ１１、Ｇ１２…グループ
Ｌ１…光通路
Ｌ２…光軸
Ｓ１…照明域
Ｓ１１、Ｓ１２…受け持ち領域
Ｓ１３…中央部
Ｓ１４…周縁部
Ｓ１５…略正方形の領域
ＳＬ…放熱用の隙間
１０…本体
１５…裏面
２０…基板
２１…表面
２２…曲面
３０…光学系
３１…正面カバー
３１ａ…凹入面
３２…集光レンズ
３２ａ…フレネルレンズ
３２ｂ…前方凸レンズ部
３２ｃ…後方凸レンズ部
３２ｓ…レンズ面
３２Ｍ…レンズモジュール
３３…レンズ支持部材
３３ａ…装着面
３３ｂ…装着孔
３５…反射鏡
３６…遮光材
３７…集光レンズの背面
４０…ＬＥＤ
４０ｂ…青色ＬＥＤ
４０ｇ…緑色ＬＥＤ
４０ｒ…赤色ＬＥＤ
４０ｗ…白色ＬＥＤ
４０Ｍ…ＬＥＤモジュール
４１…発光部
５０…放熱部材
５１…ベース
５２…リブ
６０…補助照明灯
７０…ハンドル
Claims (6)
- 光源からの光を照明域へ集光させるようにしたものであり、基板と光学系とを備えた無影灯において、
前記光源は、複数のＬＥＤを含み、
前記無影灯の裏面は、金属材によって鏡面に形成され、
前記無影灯の背後を照明するための補助照明灯を備えている
ことを特徴とする無影灯。 - 光源からの光を照明域へ集光させるようにしたものであり、基板と光学系とを備えた無影灯において、
前記光源は、複数のＬＥＤを含み、
前記複数のＬＥＤは、前記基板の表面に沿って広がるように配され、
前記基板の表面は、前記照明域とは反対の方向へ凹入した曲面を備え、
前記曲面は、該曲面に配置されるＬＥＤの光軸の方向を前記照明域に向けるように形成され、
前記光学系は、前記基板の表面に沿うようにそれぞれ配された複数の集光レンズと、該複数の集光レンズを前記複数のＬＥＤにそれぞれ対応するようにして支持するためのレンズ支持部材とを備え、
前記レンズ支持部材は、前記複数の集光レンズの各光軸を前記複数のＬＥＤの各光軸にそれぞれ一致させるように形成され、
前記無影灯の裏面は、金属材によって鏡面に形成され、
前記無影灯の背後を照明するための補助照明灯を備えている
ことを特徴とする無影灯。 - 前記複数のＬＥＤは、マトリクス状に並べられ、
前記集光レンズは、集光レンズの正面から前方に突出している複数の前方凸レンズ部と、集光レンズの背面から後方に突出している複数の後方凸レンズ部とを含み、
前記複数の前方凸レンズ部は、前記ＬＥＤの並べられている各行または各列の一方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成され、
前記複数の後方凸レンズ部は、前記各行または各列の他方に沿ってシリンダー状にそれぞれ延びていて、互いに連続するように形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の無影灯。 - 前記集光レンズは、前記ＬＥＤからの放射エネルギーの高い光を前記照明域の周縁部に集光させる一方、放射エネルギーの低い光を前記照明域の中央部に集光させるように形成されている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無影灯。 - 前記レンズ支持部材と前記集光レンズとは一体的に形成され、
前記レンズ支持部材の正面側または背面側の少なくとも一方には、遮光材が塗布されている
ことを特徴とする請求項２，３または４に記載の無影灯。 - 前記複数のＬＥＤは、２以上の白色ＬＥＤを集めて成るＬＥＤモジュールの複数と、１または２以上の赤色ＬＥＤとを含む
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の無影灯。
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