JP4930877B2 - 発光装置及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードのような固体発光素子を光源とする発光装置及び照明器具に関するものである。

従来、白色光を得る発光装置として、例えば、青色光、赤色光、緑色光を各々放射する３種類の発光ダイオードを備え、各発光ダイオードから同時に放射される青色光、赤色光、緑色光を混色することで白色光を外部に放射するものがある（例えば、特許文献１参照）。かかる従来例においては、各色の光を均一に混色して色むらを抑えるために各色の光を拡散する拡散部材を備えている。
特開２００１−２６６６０６号公報

しかしながら、上述の従来例のように拡散部材を用いて色むらを抑えるものにおいては、拡散部材を透過する光の一定量が消失するために発光効率が低下するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなられたものであり、その目的は、発光効率を高めつつ色むらを抑えることができる発光装置及び照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、互いに波長の異なる光を放射する複数の固体発光素子と、固体発光素子から放射される光を所望の方向へ反射し且つ反射角度が可変である反射鏡と、前記固体発光素子を順番に、当該波長の異なる光が混色されて白色光と知覚し得る時間、発光させる発光制御手段と、該発光制御手段によって当該波長の異なる光が混色されて白色光と知覚し得る発光制御に同期して、前記固体発光素子から放射された光を出射窓に反射するように反射鏡の反射角度を変化させる反射角度制御手段と、を備え、反射角度制御手段は、固体発光素子から放射された光を反射鏡で反射する際に、当該反射光を前記出射窓の中心を通る反射角度を中心として反射鏡を振動するように反射角度を制御することを特徴とする。

請求項２の発明は、上記目的を達成するために、請求項１の発光装置と、１乃至複数の発光装置を収納する器具本体とを備えたことを特徴とする。

請求項１並びに請求項２の発明によれば、反射角度制御手段が、該発光制御手段によって当該波長の異なる光が混色されて白色光と知覚し得る発光制御に同期して、前記固体発光素子から放射された光を出射窓に反射するように反射鏡の反射角度を変化させるので、反射鏡で同一方向に反射された波長の異なる複数種類の光は、人間の目に複数種類の光が混色された光として知覚されるために色むらを抑えることができる。しかも、拡散部材を使わず且つ複数の固体発光素子を各別に発光させることで発光効率を高めることができる。さらに、反射角度制御手段が固体発光素子から放射された光を反射鏡で反射する際に、当該反射光を前記出射窓の中心を通る反射角度を中心として反射鏡を振動するように反射角度を制御するので、反射鏡が振動する範囲内で配光を制御することができる。

以下、図面を参照して本実施形態の発光装置と照明器具について説明する。図１（ａ）は本実施形態の発光装置を内蔵した照明器具の断面図である。

本実施形態の発光装置は、青色光を放射する発光ダイオード１０と、緑色光を放射する発光ダイオード１１と、赤色光を放射する発光ダイオード１２と、反射鏡１３と、反射鏡１３を駆動する駆動部１４と、発光ダイオード１０〜１２にそれぞれ各別に給電して発光させる発光駆動部１５と、駆動部１４並びに発光駆動部１５を制御するマイコン１６とを備えている。

３種類の発光ダイオード１０，１１，１２は共通の構造を有しており、図示しないＧａＮ系青色ＬＥＤチップ又はＧａＡｓ系赤色ＬＥＤチップ又はＧａＰ系緑色ＬＥＤチップが実装基板１７に実装され、透明樹脂材料でドーム状に形成された封止部１８によりＬＥＤチップが封止されて構成されている。これら３種類の発光ダイオード１０，１１，１２は、円筒形若しくは角筒形に形成された器具本体３０の底面に等間隔で配設されている。ここで、器具本体３０の底面中央には光を出射するための出射窓３１が開口しており、各々複数個（図示例では２個ずつ）の発光ダイオード１０〜１２が出射窓３１の両側に配置されている。

出射窓３１と対向する器具本体３０の天面中央に反射鏡１３と駆動部１４が配置されている。反射鏡１３は矩形平板状であって、一端面の中央部分で駆動部１４によって回動自在に支持されている。駆動部１４は、反射鏡１３を支持する軸（図示せず）を圧電アクチュエータによって回動させるものであり、圧電アクチュエータへの印加電圧の大きさと極性を変化させることで任意の向きと角度に反射鏡１３を回動することができる。但し、圧電アクチュエータを用いて軸を回動する構造については、従来周知の技術で実現可能であるから詳細な説明並びに図示を省略する。また、各発光ダイオード１０，１１，１２から反射鏡１３への光路上には発光ダイオード１０，１１，１２から放射される光を反射鏡１３に集光するために両凸レンズからなる集光レンズ１９がそれぞれ配設されている。

マイコン１６は、図示しないメモリに記憶しているプログラムを実行することで駆動部１４を制御して反射鏡１３の角度を調整するとともに発光駆動部１５を制御して発光ダイオード１０，１１，１２を各別に発光させる。

次に、本実施形態の発光装置の動作を説明する。マイコン１６は、駆動部１５を制御して左端の発光ダイオード１０から放射される光（青色光）を出射窓３１の略中心に反射する角度に反射鏡１３を回動させるとともに発光駆動部１５を制御して左端の発光ダイオード１０のみを発光させる（図１（ａ）参照）。そして、所定の発光時間が経過したら、マイコン１６は駆動部１５を制御して左端から２番目の発光ダイオード１１から放射される光（緑色光）を出射窓３１の略中心に反射する角度に反射鏡１３を回動させるとともに発光駆動部１５を制御して左端から２番目の発光ダイオード１１のみを発光させ（図１（ｂ）参照）、さらに所定の発光時間が経過したら、駆動部１５を制御して左端から３番目の発光ダイオード１２から放射される光（赤色光）を出射窓３１の略中心に反射する角度に反射鏡１３を回動させるとともに発光駆動部１５を制御して左端から３番目の発光ダイオード１２のみを発光させる（図１（ｃ）参照）。以下、左から右へ順番に発光ダイオード１０〜１２を発光させるとともに発光ダイオード１０〜１２から放射される光を出射窓３１から出射するべく反射鏡１３を回動させる制御がマイコン１６で繰り返される。すなわち、本実施形態では駆動部１４とマイコン１６が反射角度制御手段に相当し、発光駆動部１５とマイコン１６が発光制御手段に相当する。

而して本実施形態によれば、反射角度制御手段たる駆動部１４とマイコン１６が発光制御手段たる発光駆動部１５とマイコン１６による発光制御に同期して発光ダイオード１０〜１２から放射された光を器具本体３０の出射窓３１を通して同一方向に反射するように反射鏡１３の反射角度を変化させるので、反射鏡１３で同一方向に反射された波長の異なる複数種類の光（青色光、緑色光、赤色光）は、人間の目にこれら３種類の光が混色された白色光として知覚される。つまり、３種類の光はその光路上ではなく人間の目の網膜上で混色されるから、光路上で混色する従来例に比較して色むらを抑えることができる。しかも、従来例のように拡散部材を使わず且つ複数の発光ダイオード１０〜１２を各別に発光させるから、拡散部材による光の損失がなくなるとともに無駄な光が放射されないことで発光効率を高めることができる。なお、発光ダイオード１０〜１２を発光させる時間（発光時間）については、人間の目が出射窓３１から出射される光を白色光と知覚し得る程度に短い時間であればよい。

ところで、発光ダイオード１０〜１２が発光している間、反射鏡１３を振動させても良い。すなわち、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように反射光が出射窓３１の中心を通る反射角度を中心として反射鏡１３を振動するように駆動部１４とマイコン１６が反射角度を制御すれば、反射鏡１３が振動する範囲内で出射窓３１から出射する光の配光を制御することができる。

（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る発光装置と照明器具の実施形態を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上の別の動作を説明するための断面図である。

符号の説明

１０〜１２ 発光ダイオード（固体発光素子）
１３ 反射鏡
１４ 駆動部（反射角度制御手段）
１５ 発光駆動部（発光制御手段）
１６ マイコン（反射角度制御手段、発光制御手段）
３０ 器具本体

Claims (2)

1. 互いに波長の異なる光を放射する複数の固体発光素子と、固体発光素子から放射される光を所望の方向へ反射し且つ反射角度が可変である反射鏡と、前記固体発光素子を順番に、当該波長の異なる光が混色されて白色光と知覚し得る時間、発光させる発光制御手段と、該発光制御手段によって当該波長の異なる光が混色されて白色光と知覚し得る発光制御に同期して、前記固体発光素子から放射された光を出射窓に反射するように反射鏡の反射角度を変化させる反射角度制御手段と、を備え、反射角度制御手段は、固体発光素子から放射された光を反射鏡で反射する際に、当該反射光を前記出射窓の中心を通る反射角度を中心として反射鏡を振動するように反射角度を制御することを特徴とする発光装置。
2. 請求項１の発光装置と、１乃至複数の発光装置を収納する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。

Images