JP5344144B2

JP5344144B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5344144B2
Application number: JP2008326470A
Authority: JP
Inventors: 直人徳原; 淳哉村田; 真之吉信; 剛遠山; 征史越野; 孝雄北田; 宏一本多
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010034023A

Description

本発明は、面状光源を用い、配光を可変する照明装置に関する。

従来、例えば、屋外などでのカメラ撮影において、被写体を照明するために、バッテリを電源とした携帯形の照明装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

このような携帯形の照明装置では、一般的に、前面に光を出射する開口を有する筐体に取手が設けられ、この筐体内に光源として用いられるハロゲンランプやこのハロゲンランプの光を前方へ向けて反射させる反射体などが配置されている。さらに、ランプを光軸方向に移動させて反射体との位置を変化させることにより、光を集光または拡散した配光に可変できるようにした携帯形の照明装置もある。
実用新案登録第３０４９１４８号公報（第２頁、図１）

ところで、携帯形の照明装置において、長時間照明あるいはバッテリの小形化を目的に、ハロゲンランプに代えて、光源としてＬＥＤを用いることが考えられる。ＬＥＤの場合、ハロゲンランプと同等の明るさを得るためには、複数のＬＥＤを基板面に密集配置して面状光源とするとともに、複数のＬＥＤが発する熱を放熱するために面状光源の背面側に比較的大形の放熱装置を設ける必要がある。

しかしながら、このような面状光源を光軸方向に移動させて配光を可変しようとしても、面状光源の背面側の放熱装置が反射体に当たることになるために、面状光源を反射体の内側で光軸方向に移動させることができず、配光を可変するのが困難であった。

また、反射体の後方において面状光源を光軸方向に移動させた場合には、配光を可変することが可能となるが、面状光源が反射体から離れるほど、面状光源からの光のうち反射体に入らない光が増加し、反射体から出射する光出射効率が低下してしまう不具合がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、背面側に放熱装置が配置された面状光源を用いながら、反射体の出射開口から出射する光出射効率が低下することなく、配光を可変できる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明装置は、面状光源および面状光源の背面側に配置される放熱装置を一体に有する面状光源ユニットと；前面側に面状光源からの光を出射する出射開口が設けられるとともに、背面側に面状光源ユニットの面状光源および放熱装置が光軸方向に移動可能とする大きさの光源側開口が設けられた反射体と；面状光源ユニットを光軸方向に移動させる移動機構と；を具備し、面状光源ユニットを光軸方向の前方へ移動させたときには放熱装置が反射体の内部に進入し得るとともに放熱装置の少なくとも一部は反射体より後方に位置するものである。

そして、面状光源ユニットが後方に移動すれば、面状光源ユニットから出る光のうち、反射体に当たって集光される光が増加し、光が集光された配光となる。また、面状光源ユニットが前方へ移動すれば、面状光源ユニットから出る光のうち、反射体に当たらずに出射される光が増加し、光が拡散する配光となる。

また、請求項１および以下の各請求項において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

面状光源は、例えば、複数のＬＥＤや有機ＥＬなどの半導体発光素子を基板に面状に配列して形成されたものを用いてもよい。

放熱装置は、例えば、面状光源に接して自然対流により放熱するヒートシンクや、ファンなどの強制放熱機構を用いてもよい。

反射体は、例えば、出射開口へ向けて拡開する回転曲面の反射面が形成されていてもよい。光源側開口は、面状光源や放熱装置も移動可能な大きさとしてよい。

反射体の出射開口に透光性や光拡散性のフィルタを配置しても構わない。反射体の出射開口に光拡散性を有するフィルタを用いることにより、反射体の反射面は光損出を低減するために鏡面とすることが可能となり、光損出を最小限に抑えながら配光むらの低減が可能となる。

また、請求項１の移動機構は、面状光源ユニットを光軸方向に沿って移動させることができれば、構造が限定されるものではない。

請求項２に記載の照明装置は、面状光源および面状光源の背面側に配置される放熱装置を有する面状光源ユニットと；前面側に面状光源からの光を出射する出射開口が設けられるとともに、背面側に面状光源ユニットの面状光源および放熱装置が光軸方向に移動可能とする大きさの光源側開口が設けられた反射体と；反射体を光軸方向に移動させる移動機構と；を具備し、反射体を光軸方向の後方へ移動させたときには放熱装置が反射体の内部に進入し得るとともに放熱装置の少なくとも一部は反射体より後方に位置するものである。

そして、反射体が後方に移動すれば、面状光源ユニットから出る光のうち、反射体に当たらずに出射される光が増加し、光が拡散する配光となる。また、反射体が前方へ移動すれば、面状光源ユニットから出る光のうち、反射体に当たって集光される光が増加し、光が集光された配光となる。

また、移動機構は、反射体を光軸方向に沿って移動させることができれば、構造が限定されるものではない。

請求項３に記載の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、面状光源ユニットおよび反射体を収納する筐体と；筐体から突設された取手と；を具備し、面状光源ユニットが光軸方向のいずれの位置に移動しても面状光源ユニットと取手の少なくとも一部とが光軸方向に対して交差する方向に位置するものである。

取手の位置から離れた位置に面状光源ユニットが位置する場合のような実際の質量以上に重く感じるようなことがなく、また、面状光源ユニットが移動しても、照明装置の質量バランスが取れやすく、照明装置を持つ人の疲労感が軽減される。

請求項１に記載の照明装置によれば、面状光源の背面側に放熱装置を配置した面状光源ユニットを一体に構成し、この面状光源ユニットを光軸方向に移動させることにより、この面状光源ユニットが反射体の内側で光軸方向に移動し、反射体の出射開口から出射する光出射効率が低下することなく、背面側に放熱装置が配置された面状光源を光軸方向に移動させて配光を可変できる。さらに、面状光源ユニットと反射体とが光軸方向のいずれの位置に相対的に移動しても放熱装置の少なくとも一部は反射体より後方に位置するため、放熱装置による放熱効果を維持できる。

請求項２に記載の照明装置によれば、面状光源の背面側に放熱装置を配置した面状光源ユニットを構成し、この面状光源ユニットに対して反射体を光軸方向に移動させることにより、反射体の出射開口から出射する光出射効率が低下することなく、配光を可変でき、しかも、放熱装置を有する面状光源ユニットを移動させる場合に比べて反射体の移動に伴う重心位置の変化を少なくできる。さらに、面状光源ユニットと反射体とが光軸方向のいずれの位置に相対的に移動しても放熱装置の少なくとも一部は反射体より後方に位置するため、放熱装置による放熱効果を維持できる。

請求項３に記載の照明装置によれば、請求項１に記載の照明装置の効果に加えて、面状光源ユニットが光軸方向のいずれの位置に移動しても面状光源ユニットと取手の少なくとも一部とが光軸方向に対して交差する方向に位置するため、取手の位置から離れた位置に面状光源ユニットが位置する場合のような実際の質量以上に重く感じるようなことがなく、また、面状光源ユニットが移動しても、照明装置の質量バランスが取れやすく、照明装置を持つ人の疲労感を軽減できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１ないし図３に第１の実施の形態を示し、図１は照明装置の集光配光状態の断面図、図２は照明装置の拡散配光状態の断面図、図３は照明装置の平面方向から見た一部の断面図である。

11は携帯形の照明装置であり、この照明装置11は、手に持って携帯することが可能な照明装置本体12と、携帯することが可能な図示しないバッテリ部と、これら照明装置本体12とバッテリ部とを接続する図示しないケーブルとを備えている。

照明装置本体12は、前端面に前面開口部15を有する略円筒形に形成された筐体16を有し、この筐体16の後寄り下部に手で握ることが可能な取手17が突設されている。

筐体16内の後部側には面状光源ユニット18および移動機構19が配置され、筐体16内の前部側には反射体20および透光性のカバー21が配置され、筐体16の前端には反射体20および透光性のカバー21を筐体16に取り付ける取付環22が取り付けられている。

また、面状光源ユニット18は、面状光源25、この面状光源25の背面側に接して配置された放熱装置26、および面状光源25の前面側に設けられた制光体27を一体に有しているとともに、制光体27の前面側には光拡散性を有するフィルタＦが配置されている。そして、移動機構19により、前後方向であって面状光源25に垂直な光軸方向に一体に移動可能としている。

面状光源25は、円形の基板28の前面に半導体発光素子としての点光源である複数のＬＥＤ29が密集配列されて面状光源とされ、所望の明るさが得られるように構成されている。

放熱装置26には、面状光源25の基板28の背面側に接触して自然対流によって面状光源25の熱を外部に放熱する例えばアルミニウム製のヒートシンク30が用いられている。このヒートシンク30の前面から見た幅および高さは面状光源25の基板28より大きい寸法に形成されている。

制光体27は、前後方向に開口する円筒状の反射部材31で構成され、この反射部材31の後端がヒートシンク30側に支持され、反射部材31の前端側が前方へ拡開するように形成されており、制光体27の前方開口には、光拡散性を有するフィルタＦが配置されている。反射部材31の内面の反射面31aは、光軸方向に対して直線でも放物線や楕円などの回転曲面でもよく、例えば鏡面に形成されている。

また、移動機構19は、筐体16に取り付けられる支持部材34によって面状光源ユニット18の両側に光軸方向と平行に配置されたレール35、これら両側のレール35に沿って光軸方向に移動するスライド部材36を有し、このスライド部材36上に面状光源ユニット18が取り付けられている。

スライド部材36の下側において、筐体16にねじ37で半円板状のフォーカスレバー38が回動可能に取り付けられ、このフォーカスレバー38の後部には筐体16の背面から突出してフォーカスレバー38を回動操作可能とする操作部39が突設されている。フォーカスレバー38の一端側上面にはピン40が突設され、スライド部材36にはピン40が係合する係合孔41が光軸方向に対して直交する方向に長い長孔状に形成されている。そして、フォーカスレバー38の回動操作により、ピン40と係合孔41との係合を介して、スライド部材36および面状光源ユニット18が光軸方向に移動する。

また、反射体20は、光軸方向に開口する円筒状で、前面側に面状光源25からの光を出射する出射開口44が設けられるとともに、背面側に面状光源ユニット18の反射部材31が光軸方向に移動可能とする大きさの光源側開口45が設けられ、出射開口44へ向けて拡開する放物線や楕円などの回転曲面の反射面20aに形成されている。反射体20の前端には筐体16の前端部に取り付けるためのフランジ部46が形成されている。反射体20の反射面20aは、例えば拡散面に形成されている。

また、カバー21は、拡散性および透光性を有する円板状に形成され、筐体16の前端部に反射体20のフランジ部46を介在して配置され、筐体16に取り付けられる取付環22によって筐体16の前端部との間に反射体20と一緒に挟み込まれて固定されている。

また、取付環22には、カバー21を通過した光が出射される円形の窓49が形成されている。

また、取手17の背面側には、面状光源25のＬＥＤ29を点灯および消灯させるスイッチ52が配置されている。取手17の下部からバッテリ部と接続するケーブルが導入されている。

また、筐体16の内部には、スイッチ52のオン時に、バッテリ部から供給される電源で面状光源25のＬＥＤ29を点灯させる図示しない点灯基板が配置されている。

ところで、面状光源25の熱を放熱するためにヒートシンク30を用いるが、このヒートシンク30は、アルミニウムのブロックと同様であり、手で持って使用する照明装置本体12の質量において大きなウエイトを占めることになる。そのため、ヒートシンク30の配置によっては、実際の質量以上に重く感じたり、持つ人の疲労感を増すことなる。しかも、面状光源ユニット18とともにヒートシンク30が移動するため、配光の調整によって照明装置本体12の質量バランスが変化する。

そこで、筐体16と取手17との位置関係は、取手17の少なくとも一部が筐体16内のヒートシンク30の移動範囲内に位置することが好ましい。これにより、取手17を手で握って持った状態で、取手17の少なくとも一部の上方にヒートシンク30が位置するため、取手17の位置から離れた位置にヒートシンク30が位置する場合のような実際の質量以上に重く感じるようなことがなく、また、面状光源ユニット18とともにヒートシンク30が移動しても、照明装置本体12の質量バランスが取れやすく、照明装置11を持つ人の疲労感を軽減できる。

次に、照明装置11の動作を説明する。

図１には、面状光源ユニット18を最も後方へ移動させた集光配光状態を示す。

面状光源25のＬＥＤ29から放出される光のうち、一部の光は反射部材31および反射体20のいずれにも向かうことなくフィルタＦを透過した後に反射体20の出射開口44から前方へ直接出射され、他の一部の光は反射部材31の反射面31aで反射してフィルタＦを透過したりフィルタＦを透過した後に反射体20の反射面20aで反射し、さらに反射部材31の反射面31aで反射した光がフィルタＦを透過した後に反射体20の反射面20aで反射し、反射体20の出射開口44から前方へ出射される。そのため、反射体20の出射開口44から前方へ出射される光は、集光された配光となる。

また、図２には、面状光源ユニット18を最も前方へ移動させた拡散配光状態を示す。

面状光源25のＬＥＤ29から放出される光のうち、一部の光は反射部材31および反射体20のいずれにも向かうことなくフィルタＦを透過した後に反射体20の出射開口44から前方へ直接出射され、他の一部の光は反射部材31の反射面31aで反射してフィルタＦを透過した後に反射体20に向かうことなく反射体20の出射開口44から前方へ出射される。そのため、反射体20の出射開口44から前方へ出射される光は、拡散された配光となる。

そして、フォーカスレバー38の操作部39によって、フォーカスレバー38を回動操作することにより、ピン40と係合孔41との係合を介して、スライド部材36とともに面状光源ユニット18を光軸方向に移動させ、集光配光と拡散配光との間で配光を連続的に変更することができる。

このように、照明装置11では、面状光源25の背面側にヒートシンク30を、面状光源25の前面側に反射部材31をそれぞれ配置した面状光源ユニット18を一体に構成し、この面状光源ユニット18を光軸方向に一体に移動させるため、この面状光源ユニット18の反射部材31が反射体20の内側で光軸方向に移動することにより、反射体20の出射開口44から出射する光の光出射効率が低下することなく、配光を可変できる。

また、面状光源ユニット18が光軸方向のいずれの位置に移動しても、ヒートシンク30は反射体20より後方の外部に位置するため、ヒートシンク30による放熱効果を確実に維持できる。

また、例えば、反射部材31の反射面31aは光損出を低減するために鏡面とし、反射体20の反射面20aは配光むらを低減するために拡散面とし、異なる光学特性とすることができるため、照射光に光源像が現れて配光むらが出やすいＬＥＤ29を用いていても、光損出の低減と、配光むらの軽減とを両立できる。

さらに、制光体27としては、ガラスやアクリルなどの透明な中実の導光体を用いてもよい。この導光体を用いれば、ＬＥＤ29から導光体に入射した光が導光体の周面において外側の空気と屈折率の差で全反射して導光体の前面から出射されるため、反射部材31のような反射面31aの反射率に影響を受けることがなく、光の取出効率を向上できる。

なお、反射体20の出射開口44に光拡散性を有するフィルタを配置してもよく、その場合、照射光に光源像が現れて配光むらが出やすいＬＥＤ29を用いていても、配光むらを軽減できる。しかも、このフィルタを用いることにより、反射体20の反射面20aは光損出を低減するために鏡面とすることが可能となり、光損出を最小限に抑えながら配光むらの低減が可能となる。

次に、図４に第２の実施の形態を示し、図４は照明装置の概略断面図である。

面状光源ユニット18において、前面から見て面状光源25と同等の大きさ、もしくは小さい放熱装置26のヒートシンク30を用いてもよい。

これにより、面状光源ユニット18を前方へ移動させた際にヒートシンク30の前部側も反射体20の内側に進入させることができ、配光の調整範囲を広くすることができる。

このとき、面状光源ユニット18が最も前方へ移動した位置でも、ヒートシンク30の後部側を反射体20より後方の外部に位置させることにより、ヒートシンク30による放熱効果を維持できる。

また、面状光源ユニット18において、制光体27としては、反射部材31に代えて、レンズ55を用いてもよい。このレンズ55は、各ＬＥＤ29毎に設けられており、ＬＥＤ29からの光を入射し、前面から所定の照射角の範囲内に光を出射する。このレンズ55を用いることにより、反射部材31のような反射面31aの反射率に影響を受けることがなく、光の取出効率を向上できる。

次に、図５および図６に第３の実施の形態を示し、図５は照明装置の集光配光状態の断面図、図６は照明装置の拡散配光状態の断面図である。

面状光源ユニット18は照明装置本体12内に動かないように固定配置し、配光の可変のために反射体20を光軸方向に移動させるように構成されている。

照明装置本体12の筐体16の前端部に円筒状のガイド筒部61が形成され、このガイド筒部61の外側に光軸方向に沿って摺動可能に嵌合するスライド筒部62が取付環22と一体または別体に設けられている。反射体20の前端部がスライド筒部62に固定されている。したがって、反射体20、カバー21、取付環22およびスライド筒部62を一体とした反射体ユニット63が照明装置本体12に対して光軸方向に移動可能に設けられている。

この反射体ユニット63を光軸方向に移動させる移動機構19は、第１の実施の形態と同様の機能を有する機構によって構成してもよいし、また、別の機構を用いてもよい。第１の実施の形態と同様の移動機構19を用いる場合には、支持部材34に面状光源ユニット18を支持する代わりに、支持部材34に反射体20の後部を図示しない連結部材などを介して反射体ユニット63を支持することにより、フォーカスレバー38の操作によって反射体ユニット63を光軸方向に移動させることができる。

そして、図５には、反射体ユニット63を最も前方へ移動させた集光配光状態を示す。

また、図６には、反射体ユニット63を最も後方へ移動させた拡散配光状態を示す。

そして、フォーカスレバー38の操作部39によって、フォーカスレバー38を回動操作することにより、反射体ユニット63を光軸方向に移動させ、集光配光と拡散配光との間で配光を連続的に変更することができる。

このように、照明装置11では、面状光源25の背面側にヒートシンク30を、面状光源25の前面側に反射部材31をそれぞれ配置した面状光源ユニット18を構成し、この面状光源ユニット18の少なくとも反射部材31に対して反射体20を光軸方向に移動させることにより、反射体20の出射開口44から出射する光出射効率が低下することなく、配光を可変できる。

しかも、このような携帯形の照明装置11において最も重くなるヒートシンク30を有する面状光源ユニット18を照明装置本体12内に固定配置するとともに、ヒートシンク30を有する面状光源ユニット18の重さに比べて軽い反射体ユニット63を移動させるため、反射体ユニット63が最も前方に移動したときと最も後方に移動したときとでの重心の変化を少なくでき、照明装置本体12の質量バランスが取れやすく、照明装置11を持つ人の疲労感を軽減できる。

また、ヒートシンク30を固定配置できるために、ヒートシンク30の一部を筐体16に接触させて熱伝導させることにより、放熱性を向上させることができる。

また、面状光源ユニット18に比べて軽い反射体ユニット63を移動させるため、フォーカスレバー38を操作する力が少なくて済み、操作性を向上させることができる。

なお、第３の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果やその他の形態を適用することができる。

また、第３の実施の形態において、移動機構19としては、反射体ユニット63を直接持って照明装置本体12に対して光軸方向にスライドさせてもよく、あるいは、反射体ユニット63と照明装置本体12との間を螺合構造とし、反射体ユニット63を照明装置本体12に対して回転させることで反射体ユニット63を光軸方向に移動させるようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す照明装置の集光配光状態の断面図である。同上照明装置の拡散配光状態の断面図である。同上照明装置の平面方向から見た一部の断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す照明装置の概略断面図である。本発明の第３の実施の形態を示す照明装置の集光配光状態の断面図である。同上照明装置の拡散配光状態の断面図である。

11 照明装置
16 筐体
17 取手
18 面状光源ユニット
19 移動機構
20 反射体
25 面状光源
26 放熱装置
44 出射開口
45 光源側開口

Claims

面状光源および面状光源の背面側に配置される放熱装置を一体に有する面状光源ユニットと；
前面側に面状光源からの光を出射する出射開口が設けられるとともに、背面側に面状光源ユニットの面状光源および放熱装置が光軸方向に移動可能とする大きさの光源側開口が設けられた反射体と；
面状光源ユニットを光軸方向に移動させる移動機構と；
を具備し、
面状光源ユニットを光軸方向の前方へ移動させたときには放熱装置が反射体の内部に進入し得るとともに放熱装置の少なくとも一部は反射体より後方に位置することを特徴とする照明装置。
面状光源および面状光源の背面側に配置される放熱装置を有する面状光源ユニットと；
前面側に面状光源からの光を出射する出射開口が設けられるとともに、背面側に面状光源ユニットの面状光源および放熱装置が光軸方向に移動可能とする大きさの光源側開口が設けられた反射体と；
反射体を光軸方向に移動させる移動機構と；
を具備し、
反射体を光軸方向の後方へ移動させたときには放熱装置が反射体の内部に進入し得るとともに放熱装置の少なくとも一部は反射体より後方に位置することを特徴とする照明装置。
面状光源ユニットおよび反射体を収納する筐体と；
筐体から突設された取手と；
を具備し、
面状光源ユニットが光軸方向のいずれの位置に移動しても面状光源ユニットと取手の少なくとも一部とが光軸方向に対して交差する方向に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。