JP2004355869A - 発光ダイオード照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部やその点灯装置などに故障が発生しても、応急対応により照明を継続することが可能であるとともに、構造が簡単で、大形化を回避し、しかも比較的安価な発光ダイオード照明装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオード照明装置は、多数の発光ダイオードが配列してその全体の点灯時に所定の全体時配光パターンが形成されるとともに、上記発光ダイオードが２つ以上に区分Ａ、Ｂされ、かつ、それぞれの区分Ａ、Ｂ単位の点灯時に上記所定の全体時配光パターンと相似な区分時配光パターンを形成するように構成された発光部１０と、発光部１０の発光ダイオードを区分Ａ、Ｂ単位で独立して点灯するように配設された２組以上の区分発光ダイオード点灯装置４０Ａ、４０Ｂとを具備している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の発光ダイオードを光源とする発光部を備えた発光ダイオード照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
照明器具の光源を従来一般に使用されていたハロゲン電球や放電灯といったものから発光ダイオードに代替することにより、小形、軽量で、信頼性の高い照明器具が得られる。この場合、所要の光出力を確保するために、多数の発光ダイオードを配列して発光部を形成するのが一般的である。そして、多数の発光ダイオードを１つまたは複数の発光ダイオード点灯装置により駆動して点灯するように構成する。この種の発光ダイオード照明装置の一態様として、照明器具の光源として用いる複数の発光ダイオードを一体的にまとめてＬＥＤユニットを構成し、ＬＥＤユニットをＬＥＤ電源供給部とレンズ体とに対して交換自在にすることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、スタジオ用の照明器具は、その使用中に何らかの原因による故障で消灯すると大きな問題になる。そこで、従来のハロゲン電球や放電灯の場合においては、予備用の光源を予め備えていて、常用光源が消灯した際に自動的に予備用光源に交換されるように構成して、故障発生時においても極めて僅かな時間で復旧できるようにしたものもある。
【０００４】
また、スタジオ用の照明装置による照明下の映像をテレビジョンカメラで撮影する場合、撮像管の残像特性にもよるが、照明のちらつきが１５％を超えると、画像に乱れを与えることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
さらに、発光ダイオード照明装置の光出力を一定化したい場合、フォトカプラを用いて発光ダイオードの電源出力を帰還制御して電源出力を一定化するのが一般的である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３０４９０４号公報
【非特許文献１】
伊藤安雄著「映像ライティング」日本映画テレビ技術協会発行、１９７９年８月、ｐ．１４８
【発明が解決しようとする課題】
ところが、発光ダイオードを光源とする照明装置においては、発光部が多数の発光ダイオードを配列して構成されるため、発光部の面積が相対的に大きくなるので、予備用の発光部を備えようとすると、照明装置が大形化し、構造が複雑化して、取扱いが煩わしくなるとともに、高価になってしまうという問題がある。
【０００７】
また、発光ダイオードは、電源電圧のリップルによる発光量の影響を敏感に受ける光源である。発光ダイオードに印加される電源電圧のリップルが５％を超えると、照明のちらつきが１５％を超える虞の強いことが分かった。
【０００８】
さらに、発光ダイオードの光出力を一定化するために、一般的に行われるようにフォトカプラを使用して帰還を行うように構成すると回路部品が増加してコストアップ要因になるばかりか、回路が大形化する虞がある。そこで、発光ダイオードの駆動電源の出力電圧や電流を検出して模擬的に帰還制御を行うことが考えられるが、必ずしも良好に光出力を一定化ですることができない。
【０００９】
本発明は、発光部やその点灯装置などに故障が発生しても、応急対応により照明を継続することが可能であるとともに、構造が簡単で、大形化を回避し、しかも比較的安価な発光ダイオード照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、加えて照明のちらつきが少なくてスタジオ用として好適な発光ダイオード照明装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、加えて簡単な回路構成で光出力を一定化する発光ダイオード照明装置を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【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照明装置は、多数の発光ダイオードが配列してその全体の点灯時に所定の全体時配光パターンが形成されるとともに、上記発光ダイオードが２つ以上に区分され、かつ、それぞれの区分単位の点灯時に上記所定の全体時配光パターンと相似な区分時配光パターンを形成するように構成された発光部と；発光部の発光ダイオードを区分単位で独立して点灯するように配設された２組以上の区分発光ダイオード点灯装置と；を具備していることを特徴としている。
【００１３】
まず、本発明の構成要素について以下説明する。
【００１４】
＜発光部について＞ 発光部は、多数の発光ダイオードが配列することによって構成されている。配列は、平面的であってもよいし、非平面的であってもよい。また、配列は、整列状態であってもよいし、非整列状態であってもよい。多数の発光ダイオードの「全体の点灯時」とは、多数の発光ダイオードの全体またはほぼ全体が点灯しているときをいう。
【００１５】
また、発光部の多数の発光ダイオードは、複数に区分されている。この区分は、後述する２組以上の発光ダイオード点灯装置によって区分ごとに点灯できるようにするとともに、その際に形成される区分時配光パターンが全体時配光パターンに相似するような態様において行われる。なお、「全体時配光パターン」とは、多数の発光ダイオードの全体またはほぼ全体が点灯しているときに形成される配光パターンをいう。また、区分時配光パターンが全体時配光パターンに「相似している」とは、配光特性カーブがほぼ相似であるとともに、全体の点灯時と区分単位の点灯時とにおけるそれぞれの発光面の輪郭が凡そ同一であることをいう。
【００１６】
一方、発光ダイオードは、その発光色を要求される色度に応じて適宜選定することができる。発光ダイオード照明装置において、一般的には白色光を用い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発生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で照明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。
【００１７】
また、発光部が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。
【００１８】
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埋設し、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素子（ＬＥＤチップ）が単一の基板に配列されてパワー発光ダイオードを構成している。また、このようなパワー発光ダイオードをプラスチックレンズの内部に埋設して見かけ上単一の発光ダイオードを構成することができる。
【００１９】
さらにまた、複数の発光ダイオードを単一の配線基板などの基板に実装して発光ダイオードモジュールを構成したものを所望数配列して発光部を形成することができる。
【００２０】
さらにまた、発光ダイオードは、発光ダイオードチップの状態で基板に実装した表面実装形が最適であり、加えて基板に整列状態で実装されているのが望ましい。
【００２１】
一方、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必須ではない。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。
【００２２】
上記に加えて、配線基板が熱伝導性の優れた導電性物質、例えばアルミニウムまたは熱伝導性の優れた絶縁性物質、例えば窒化アルミニウムのような熱伝導性セラミックスなどを基体とする構成を備えていることにより、発光ダイオードの放熱が容易になる。また、配線基板の背面に放熱フィンなどの放熱手段を付加することにより、発光ダイオードの放熱を頗る良好にすることができる。
【００２３】
ところで、発光ダイオードおよびこれを実装する基板は、適当なサイズの発光ダイオードモジュールとして用意し、所要の発光面積を得るために、所要数の発光ダイオードモジュールを配列して、所望の発光面積を有する発光部を形成することができる。
【００２４】
＜区分発光ダイオード点灯装置について＞ 本発明において、区分発光ダイオード点灯装置は、発光部における多数の発光ダイオードにおける区分の数に応じて２組以上が用いられる。換言すれば、区分発光ダイオード点灯装置と２つ以上に区分された多数の発光ダイオードの当該区分とは１対１の関係に対応している。
【００２５】
したがって、各区分に対応している区分発光ダイオード点灯装置の全部を作動させれば、発光部における多数の発光ダイオードの全体を点灯させることができる。また、一部の区分発光ダイオード点灯装置のみを、換言すれば区分単位で独立して、作動させれば、当該区分発光ダイオード点灯装置に接続している区分の発光ダイオードのみを点灯させることができる。
【００２６】
また、区分発光ダイオード点灯装置は、既知の各種点灯回路方式を採用することができる。すなわち、直流点灯、パルス点灯および交流点灯のいずれであってもよい。ただし、交流点灯の場合、区分発光ダイオード点灯装置が交流電圧を出力するものの、発光ダイオードは交流電圧の順方向の半波を印加されて直流点灯するように、各発光ダイオードが逆並列に接続された状態で区分発光ダイオード点灯装置の出力端に接続する。また、区分発光ダイオード点灯装置が定電圧レギュレータまたは定電流レギュレータを備えていて、定電圧点灯または定電流点灯を行うように構成することができる。
【００２７】
さらに、区分発光ダイオード点灯装置は、多数の発光ダイオードを区分単位で点灯する場合における単一の発光ダイオードの発光量を、多数の発光ダイオード全体の点灯時におけるそれより増大可能すなわち増光点灯可能に構成されていることが望ましい。この場合の光量の増加率は、区分数が２の場合には、一般的には２０％以上、好ましくは４０％以上、最適には６０％以上である。すなわち、２０％以上の増加率であれば、１区分のみで点灯する場合に、全体の点灯時における光量の６０％以上を確保することができる。同様に４０％以上の増加率であれば、７０％以上を確保することができる。さらに、６０％以上の増加率であれば、８０％以上を確保することができる。以上を要約すれば、区分単位で点灯する場合には、全体点灯時の一般的には６０％以上、好ましくは７０％以上、最適には８０％以上の光量で点灯するように構成するのがよい。応急対応により照明を継続する場合は、比較的短時間にすることができるから、発光ダイオードに対して無理な点灯条件を強いても差し支えない。
【００２８】
＜本発明の作用について＞ 本発明においては、以上説明した構成を具備していることにより、発光ダイオードや区分発光ダイオード点灯装置の故障などで多数の発光ダイオード全体の点灯による照明が行えなくなったときでも、殆どの場合においては少なくとも１つの区分の点灯による照明を引続き継続することができる。しかも、その照明態様の移行の際に照明の瞬断が発生しないので、照明の変化による影響を最小限に止めることができる。このため、スタジオ照明などのように、照明の停止が大きな問題になるような場合に、特に効果的である。しかし、本発明は、スタジオ用に限定されることなく、一般照明用の各種照明装置、標識灯、表示灯、信号灯など各種照明装置に適用しても上記と同様の作用、効果を奏することができる。
【００２９】
次に、本発明の実施に際して、発光ダイオード照明装置に以下に掲げる構成の一つまたは複数を任意所望に組み合わせて採用することができる。
【００３０】
１．（照明装置本体の形状について） 照明装置本体は、多数の発光ダイオードを光源とする発光部を支持する手段であるが、その形状が好ましくは概ね平板状をなしている。なお、「平板状」とは、薄形であることを意味し、発光面を正面としたとき、奥行きサイズが正面の高さサイズ以下、好ましくは０．５以下、より好適には０．１〜０．４である。また、「概ね」とは、全体として観察したときに平板状に近いといえるものであればよく、湾曲したり、非連続部を有していたりしてもよいことを意味する。
【００３１】
２．（照明装置本体支持手段について＞ 照明装置本体支持手段は、発光ダイオード照明装置の用途および機能に応じた既知の各種構成を採用することができる。例えば、支持アーム、支柱、天井または壁面埋込形支持装置などである。
【００３２】
３．（配光制御手段について） 発光部において、発光ダイオードの有する配光特性を発光ダイオード照明装置として所望の配光特性に変換するために、配光制御手段を配設することができる。配光制御手段としては、レンズ、プリズムまたは反射手段を単独で、または任意の複数を所望に応じて組み合わせて用いることができる。また、配光制御手段は、それぞれの発光ダイオードごとに１対１で対応する多数に分割された形態、適当な数の発光ダイオードに対して集合した形態および発光部全体に対して単一に共通化された形態のいずれであってもよい。上記の中者の形態として複数の発光ダイオードに対してモジュール化された配線基板に対応する大きさの配光制御手段とすることにより、発光ダイオード、配線基板および配光制御手段を含むモジュール化を行うことができる。
【００３３】
配光制御板は、複数の発光ダイオードに対向する大きさを有し、内面すなわち複数の発光ダイオードに対向する面に複数の配光制御部を有するとともに、外面がほぼ平坦面をなしていて、かつ、照明装置本体の外面に露出しているように構成することができる。なお、「平坦面」とは、完全な平坦面だけでなく、なだらかな面になっていて、塵埃が付着しにくくなっていれば、多少の凹凸、例えば成形による引けなどがあってもよい。そうして、配光制御板の外面が平坦面になっていれば、配光制御板が外部に露出していても、塵埃が配光制御板に付着しにくい。また、配光制御板を外部に露出していても、塵埃が配光制御板に付着しにくいので、配光制御板の外側に保護透明板を配設する必要がない。このため、発光ダイオード照明装置の構造が簡単になり、しかも、発光ダイオード照明装置が軽量で、かつ、安価になるという利点がある。
【００３４】
また、配光制御板は、上記発光ダイオードモジュールと同一の面積および輪郭形状を有しているのが好ましいが、要すれば発光ダイオードモジュールより大きいか、反対に小さい面積を有するモジュールに形成することができる。反対に、配光制御板は、発光部全体を覆う単一のものであってもよい。
【００３５】
さらに、配光制御板は、それが発光ダイオードの前方に配設された状態で、その配光制御部と発光ダイオードとが１対１の関係に嵌合し合うように構成することができる。これにより、両者の位置を光学的に所定の関係に決めるのが容易になる。また、配光制御板を発光ダイオードモジュールと同一サイズに形成するとともに、両者を所定の位置において一体的に固定するための固定手段を配光制御板に配設することができる。
【００３６】
４．（放熱手段につい） 発光ダイオードから発生する熱を速やかに移動させることにより、発光ダイオードの温度上昇を抑制して、発光ダイオードを所望の光量および色度で発光させることができるので、放熱手段を用いると効果的である。放熱手段としては、放熱フィン、ヒートパイプ、冷却ファン、水などの冷媒による冷却システムなどの一種または複数種を適宜組み合わせて用いることができる。
【００３７】
放熱手段の中でも放熱フィンは、可動部がなく、しかも、格別の動力を要さないので、比較的安価であり、経済的な手段である。また、本発明においては、照明装置本体が概ね平板状をなしているので、放熱フィンを照明装置本体の背面に配設することができる。
【００３８】
５．（調光手段について） 調光手段は、発光ダイオードを調光点灯させるための手段であり、発光ダイオード駆動回路に調光回路を付設したり、別体として配設したりすることができる
６．（カラーフィルタおよび光拡散フィルタについて） カラーフィルタは、照明の色温度を所望に変換する手段であり、光拡散フィルタは、発光ダイオードの発光を拡散させる手段であり、これらを発光ダイオード照明装置の発光部の前面に着脱可能に装着することができる。
【００３９】
７．（バーンドアについて） バーンドアは、主としてスタジオ用、商業用などに用いられる発光ダイオード照明装置において、そ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、発光部の周囲に開閉自在に配設することができる。
【００４０】
請求項２の発明の発光ダイオード照明装置は、請求項１記載の発光ダイオード照明装置において、区分発光ダイオード点灯装置は、それぞれ交流電圧を整流してリップルが５％以下に低減された直流電圧を出力することを特徴としている。
【００４１】
発光ダイオードに印加する電源電圧のリップルを低減するには、平滑化手段の平滑化容量を適切に設定することにより実現することができる。また、平滑化手段は、交流電圧を整流する整流回路の直流出力端に直接接続することができる。しかし、所望により平滑化手段を、整流回路の直流出力をレギュレータ回路により所望の直流電圧に変換する回路中に接続することもできる。
【００４２】
そうして、本発明においては、発光ダイオードに印加される電源電圧のリップルを上記のように設定することにより、照明のちらつきを１５％以下に抑制することができる。
【００４３】
請求項３の発明の発光ダイオード照明装置は、請求項１または２記載の発光ダイオード照明装置において、区分発光ダイオード点灯装置は、多数の発光ダイオードのうち一部の発光ダイオードの発光を帰還して出力を制御するための光センサを備えていることを特徴としている。
【００４４】
光帰還に利用される発光ダイオードは、その発光の一部または全部を光帰還に利用することができる。また、当該発光ダイオードは、上記の場合においてその他の発光ダイオードと一緒に配列されていもよいし、その他の特別な位置、例えば配線基板の背面に配設されていてもよい。
【００４５】
光センサは、光帰還に利用される発光ダイオードの発光を受光するように配設される。また、光センサは、帰還制御部に接続されて帰還動作に寄与するために、帰還制御部に近接する位置に配置されるのが好ましい。光帰還に利用される発光ダイオードと光センサの位置が離間している場合、両者の間に光ファイバなどの光伝送手段を介在させることができる。
【００４６】
なお、発光ダイオードに流れる電流を検出して、その検出出力を帰還制御部に制御入力して、光出力が一定化される範囲で上記電流が最少になるように制御するように構成することができる。これにより、発光ダイオードの発光効率を高い値に維持することができる。
【００４７】
そうして、本発明においては、上記のように構成されているため、発光部の発光ダイオードを利用して光帰還を行うので、光出力を例えば一定化するなど所望に制御することができるとともに、回路部品を低減することができる。
【００４８】
【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。
【００４９】
図１ないし図５は、本発明の発光ダイオード照明装置における第１の実施の形態としてのスタジオ用のフラッドライトを示し、図１は正面図、図２は背面図、図３は左側面断面図、図４は発光部と区分発光ダイオード点灯装置の関係を説明する配置図、図５は、発光部における配光制御を説明する発光部の要部拡大断面図である。
【００５０】
本実施の形態における発光ダイオード照明装置は、照明装置本体ＦＢおよび支持アームＳＡを具備している。
【００５１】
＜照明装置本体ＦＢ＞ 照明装置本体ＦＢは、発光部１０、ハウジング２０、放熱フィン３０、発光ダイオード点灯装置４０、枢支部５０Ａ、５０Ｂ、電源スイッチＳＷ、器具配線部ＦＷおよび電源スイッチＳＷを備えて構成されている（発光部１０） 発光部１０は、図５に一部を拡大して示すように、発光ダイオードモジュール１１および配光制御板１２を組み合わせてなる発光モジュール１の８組を、図１に示すように、２段４列に配列することにより構成されていて、後述するハウジング２０のアルミニウム基板２２にビス（図示しない。）による背面側からの共締めで装着されている。
【００５２】
また、発光部１０は、図４に示すように、発光ダイオードモジュール１１ごとに区分Ａおよび区分Ｂに点灯上仕分けされている。しかし、外見上は上記の区分ができないように発光ダイオードモジュール１１の全体にわたって相互に均一に分散配置されている。そして、発光ダイオードモジュール１１は、図５に示すように、それぞれ配線基板１１ａおよび発光ダイオード素子すなわちＬＥＤチップ１１ｂからなる。発光ダイオード素子は、白色発光形のＬＥＤチップ１１ｂを表面実装形に構成したもの多数が配線基板１１ａに整列して実装されている。ＬＥＤチップ１１ｂは、例えばその１０×１０＝１００個が配線基板１１ａの上に区分ＡおよびＢごとに点灯されるように２回路に分けて接続されて表面実装によりマトリックス状に整列配置されている。
【００５３】
複数の配光制御板１２は、それぞれ発光ダイオードモジュール１１に１対１の関係に対向して配設されている。また、配光制御板１２は、ＬＥＤチップ１１ｂに１対１の関係に対向する多数の配光制御部２が内面側に突出して形成され、外面がほぼ平坦面をなしている。そして、配光制御部２は、図５に示すように、突起部２ａおよび凹部２ｂからなる。突起部２ａは、各斜面が放物面形状に湾曲した切頭四角錐形状をなしている。凹部２ｂは、突起部３ａの四角形をなす切頭頂部と相似の四角形をなしている。また、配光制御板１２と発光ダイオードモジュール１１が所定の位置に配置された状態において、ＬＥＤチップ１１ｂの少なくとも一部が凹部２ｂ内に嵌合するように関係付けられている。
【００５４】
上記の構造を有する発光ダイオードモジュール１１および配光制御板１２は、１対１の関係に重ねられて、発光モジュール１を構成する。そして、発光モジュール１は、ハウジング２０のアルミニウム基板２２の背面からビス１３を配光制御板１２にねじ込むことによって、アルミニウム基板２２に共締めにより固定されている。
【００５５】
そうして、発光部１０において、ＬＥＤチップ１１ｂから放射された光は、光軸方向に対して散乱の少ない一部が配光制御板１２の凹部２ｂの内面に直接入射して、配光制御板１２の外面からそのまま出射する。しかし、光軸に対して散乱方向に出射した光は、凹部２ｂの側面から突起部２ａ内に入射し、さらに進行して方物面形状をなす斜面において全反射して、配光制御板１２の外面から外部へ集光されて出射する。その結果、照明装置本体ＦＢとして所要の配光特性が付与される。
【００５６】
（ハウジング２０） ハウジング２０は、主として額縁状の枠部２１およびアルミニウム基板２２からなる。
【００５７】
額縁状の枠部２１は、前面に発光部１０が露出する開口２１ａを形成し、背面に後述する放熱フィン３０が露出する開口２１ｂを形成している。開口２１ａは、発光部１０の全体が露出するように大きい。開口２１ｂは、上下２段に形成されている。また、枠部２１の背面側の額縁部２１ｃには、スリット状の開口が多数形成されていて、内部に収納される後述する発光ダイオード駆動回路４０などの放熱を容易にしている。
【００５８】
さらに、枠部２１における前面側の額縁部２１ｄの図１において、上縁、下縁および右縁の部分、換言すれば左縁を除いて、ガイドレール部２１ｅが前方へ突出して一体に形成されている。このガイドレール部２１ｅは、発光部１０の前面に拡散フィルタや色フィルタを装着する場合に、それらのスライド溝として作用する。なお、枠部２１の左縁部分を取り外した状態で、アルミニウム基板２２、発光モジュール１を左側からスライドさせて枠部２１に組み付けることができる。
【００５９】
アルミニウム基板２２は、額縁状の枠部２１の窓部を前後２室に仕切るように枠部２１にビス止めにより装着されている。そして、アルミニウム基板２２の前方に形成される第１の室は、発光部１０が装着された際に、発光部１０の前面が前面側の額縁状の枠部２１ｄとほぼ面一になるように浅くなっている。また、アルミニウム基板２２の後方に形成される第２の室は、後述する放熱フィン３０および発光ダイオード駆動回路４０を収納できるように深くなっている。
【００６０】
（放熱フィン３０） 放熱フィン３０は、図５に示すように、アルミニウム基板２２に導熱的にビス（図示しない。）によりアルミニウム基板２２側から固定されて、フィンの一部が額縁状の枠部２１の背面側に形成された開口２１ｂから外部へ突出している。
【００６１】
したがって、放熱フィン３０は、アルミニウム基板２２、発光ダイオードモジュール１１の配線基板１を介してＬＥＤチップ２すなわち発光ダイオード素子と熱導関係に接続していて、発光ダイオード素子の発光に伴って発生する熱を外部へ放散させるように作用する。
【００６２】
（発光ダイオード点灯装置４０） 発光ダイオード点灯装置４０は、図３において、上部に配設された方が上段の４つの発光ダイオードモジュール１１を担当する。同様に下部に配設された方が下段の４つの発光ダイオードモジュール１１を担当する。そして、それぞれの発光ダイオード点灯装置４０は、図４に示すように、発光ダイオードモジュール１１ごとに２つの区分発光ダイオード点灯装置４０Ａ、４０Ｂからなる。一方の区分発光ダイオード点灯装置４０Ａは、その回路ブロック中に示す白抜き円の符号と同一の符号により示す発光ダイオードの区分Ａを区分単位で独立して点灯させる。同様に、他方の区分発光ダイオード点灯装置４０Ｂは、その回路ロック中に示す網目模様のある円の符号により示す発光ダイオードの区分Ｂを区分単位で独立して点灯させる。また、区分発光ダイオード点灯装置４０Ａ、４０Ｂは、図示しないが、ともに全波整流回路およびその直流出力端に接続された昇圧チョッパを主体として構成されている。
【００６３】
（枢支部５０Ａ、５０Ｂ） 枢支部５０Ａ、５０Ｂは、照明装置本体ＦＢを支持アームＳＡに回動可能に支持させるための部分であり、照明装置本体ＦＢの両側面の図１において、上端から約１／３の位置に形成されている。そして、図１において、左側の枢支部５０Ａは、ナット部５１およびボルト部５２からなる。右側の枢支部５０Ｂは、ナット部５３、フリクション係合部５４および調節摘み５５からなる。
【００６４】
左側の枢支部５０Ａは、そのナット部５１が額縁状の枠部２１の左側において、その枢支位置に溶接などにより固着されている。そして、ボルト部５２がナット部５１にねじ込まれる。なお、後述する支持アームＳＡは、ボルト部５２の首部に回動自在に係合する。
【００６５】
右側の枢支部５０Ｂは、そのナット部５３が額縁状の枠部２１の右側において、その枢支位置に溶接などにより固着されている。フリクション係合部５４は、一対のフリクションディスク５４ａ、５４ｂからなる。一方のフリクションディスク５４ａは、ナット部５３に予め回転不能に一体化されている。他方のフリクションディスク５４ｂは、後述する支持アームＳＡに一体的に取り付けられている。調節摘み５５は、ねじ部を備えていて、後述する支持アームＳＡを回動自在に支持し、かつ、他方のフリクションディスク５４ｂが一方のフリクションディスク５４ａに当接するようにして、そのねじ部をナット部５３にねじ込んでいる。
【００６６】
そうして、照明装置本体ＦＵは、図１において、枢支部５０Ａ、５０Ｂから上の部分を便宜上偏心部側、下の部分を非偏心部側という。
【００６７】
（器具配線部ＦＷ） 器具配線部ＦＷは、照明装置本体ＦＢに駆動電力を供給するための電源ケーブルなどを主体として構成され、図１および図２に示すように、照明装置本体ＦＢの上部背面部すなわち偏心部側から導出され、支持アームＳＡの取付部６３の側へ延在して、電源に接続する。また、器具配線部ＦＷは、先端にコネクタ（図示しない。）が装着されている。
【００６８】
（電源スイッチＳＷ） 電源スイッチＳＷは、照明装置本体ＦＢの背面に配設され、かつ、器具配線部ＦＷと区分発光ダイオード点灯装置４０Ａ、４０Ｂとの間に接続されている。
【００６９】
＜支持アームＳＡ＞ 支持アームＳＡは、一対の支持部６１、６１、横桁部６２および取付部６３を備え、全体として逆Ｕ字状をなしている。
【００７０】
一対の支持部６１、６１は、支持アームＳＡのＵ字状の両脚部である。図１において、左側の支持部６１には、枢支部５０Ａのボルト部５２に挿通される透孔が先端部に形成されている。また、右側の支持部６１には、枢支部５０Ｂの調節摘み５５のねじ部が挿通する透孔が先端部に形成されているとともに、他方のフリクションディスク５４ｂが上記透孔と同軸に固着されている。
【００７１】
横桁部６２は、一対の支持部６１、６１の基端部間を橋絡するように帯金を湾曲して支持部６１、６１と一体に形成されている。
【００７２】
取付部６３は、照明装置本体ＦＢをバトンなどの固定部（図示しない。）に取り付ける手段であり、横桁部６２の中央部に配設されている。また、取付部６３は、軸部６３ａおよび一対の舌辺６３ｂからなる。軸部６３ａは、図４に示すように、下部にボルト部が形成されていて、支持アームＳＡの横桁部６２に形成した透孔に上からボルト部を挿通してナット６３ｃにより固着している。そして、バトンなどに対して水平面内で回動を許容するように照明装置本体ＦＢを取り付ける場合に用いられる。これに対して、一対の舌辺６３ｂは、透孔が形成されていて、しかも、支持アームＳＡの横桁部６２の両側から約４５°の方向へ延在していて、軸部６３ａと一緒に横桁部６２に固着されていて、照明装置本体ＦＢの落下防止用ワイヤを掛け止める際に用いる。
【００７３】
＜発光ダイオード照明装置の動作＞ 本実施の形態における発光ダイオード照明装置は、区分発光ダイオード点灯装置４０Ａと４０Ｂをともに作動させることにより、発光部１０の発光ダイオードの区分Ａおよび区分Ｂがともに発光して、全体が点灯して通常の状態で動作する。このとき、発光部１０は、その前面が発光して所定の全体時配光パターンとなる。これに対して、例えば区分発光ダイオード点灯装置４０Ａが何らかの原因でダウンした場合であっても、区分発光ダイオード点灯装置４０Ｂが継続して作動するので、区分発光ダイオード照明装置は、発光ダイオードの区分Ｂが点灯を継続する。しかも、区分Ｂの発光ダイオードが発光部１０の全面に分散して配置されているので、この場合においても、発光部１０は、全面が発光する。したがって、区分点灯時配光パターンは、全体時配光パターンと相似になる。
【００７４】
図６は、本発明の発光ダイオード照明装置における第２の実施の形態を示す発光部と区分発光ダイオード点灯装置の関係を説明する配置図である。なお、図１ないし図５と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００７５】
本実施の形態においては、発光部１０の発光ダイオードすなわちＬＥＤチップ１１ｂが白色発光形（○の中にＷを記入したもの）、赤色発光形（○の中にＲを記入したもの）、緑色発光形（○の中にＧを記入したもの）および青色発光形（○の中にＢを記入したもの）からなり、それぞれ同数が発光面に均一に分散して実装されることによって、発光ダイオードモジュールが構成されている。そして、各色発光の発光ダイオードは、図中白地の区分Ａと、黒地の区分Ｂとに区分されている。
【００７６】
発光ダイオード点灯装置４０は、区分発光ダイオード点灯装置が発光部の上記各色ごとにそれぞれ２組づつ配設されている。すなわち、区分Ａにおいては、白色発光形（○の中にＷを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＡＷ、赤色発光形（○の中にＲを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＡＲ、緑色発光形（○の中にＧを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＡＧおよび青色発光形（○の中にＢを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＡＢが配設されている。また、区分Ｂにおいては、白色発光形（○の中にＷを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＷ、赤色発光形（○の中にＲを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＲ、緑色発光形（○の中にＧを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＧおよび青色発光形（○の中にＢを記入したもの）発光ダイオードを点灯する区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＢが配設されている。
【００７７】
したがって、本実施の形態においては、白色光による通常の照明を行うときには、区分ＡおよびＢの区分発光ダイオード点灯装置４０ＡＷ、４０ＢＷをともに作動させればよい。区分Ａの区分発光ダイオード点灯装置４０ＡＷがダウンしたときには、区分Ｂの区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＷが継続して照明を行う。このとき、光量減少を補うために、区分Ｂの区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＷを増光動作させることができる。あるいは、区分Ｂの区分発光ダイオード点灯装置の赤色、緑色および青色発光の各区分発光ダイオード点灯装置４０ＢＲ、４０ＢＧ、４０ＢＢをともに点灯させれば、加色混光によって白色発光が生じるので、白色発光が増大して区分Ａの消灯による光量低下を補うことができる。
【００７８】
また、区分ＡおよびＢの各色発光の発光ダイオードに対するそれぞれの区分発光ダイオード点灯装置をともに作動させれば、大きな光量の白色光を発生させることができる。さらに、所望により各色発光の発光ダイオードに対する区分発光ダイオード点灯装置を選択的に作動させることにより、赤色、緑色および青色の単色光を発生させることができるし、任意の加色混光により多様な有色光を発生させることもできる。
【００７９】
図７および図８は、本発明の発光ダイオード照明装置における第３の実施の形態を示し、図７は発光ダイオード点灯装置の回路図、図８は発光ダイオードに印加される電圧波形を示す波形図である。すなわち、図７において、発光ダイオード点灯装置４０は、整流回路ＢＲおよび平滑化手段Ｃからなる。整流回路ＢＲは、交流入力端が商用交流電源ＡＣに接続して全波整流を行う。平滑化手段Ｃは、電解コンデンサからなり、整流回路ＢＲの直流出力端間に並列接続している。多数の発光ダイオードが配列して構成されている発光部１０は、平滑化手段Ｃの両端間に接続している。
【００８０】
そうして、発光ダイオード点灯装置４０の出力端には図８に示す波形の直流出力電圧が得られる。すなわち、直流出力電圧は、リップルが５％に低減されている。その結果、この直流出力電圧が印加されて点灯する発光ダイオードは、その発光のちらつきが１５％未満に抑制される。
【００８１】
図９ないし図１１は、本発明の発光ダイオード照明装置における第４の実施の形態を示し、図９は発光ダイオード点灯装置の回路図、図１０は発光ダイオードにおける電流と温度の関係を示す特性図、図１１は電流と光出力の関係を示す特性図である。図９において、発光ダイオード点灯装置４０は、電源部ＳＣ、帰還制御部ＦＣ、光センサＰＳ、演算部ＡＲおよび電流検出部ＩＤからなる。
【００８２】
電源部ＳＣは、整流回路および昇圧チョッパを主体として構成されていて、商用交流電源ＡＳの出力電圧を整流し、昇圧して発光ダイオードＬＥＤに印加する。
【００８３】
帰還制御部ＦＣは、少なくとも後述する光センサＰＳからの検出出力に応じて演算部ＡＲで生成された制御信号に基づいて帰還動作を行い、その結果、発光ダイオードＬＥＤに流れる電流を制御して、光出力を一定化する。
【００８４】
光センサＰＳは、発光ダイオードＬＥＤの少なくとも１つの光出力に応動するように配設されている。そして、検出出力を後述する演算部ＡＲに送出する。
【００８５】
演算部ＡＲは、光センサＰＳの検出出力を演算して記憶しているテーブルデータなど目標値と比較演算して帰還制御量を算出する。そして、その帰還制御量を帰還制御部ＦＣに制御入力する。
【００８６】
電流検出部ＩＤは、発光ダイオードＬＥＤに流れる電流を検出して、帰還制御部ＦＣに検出信号を制御入力する。これにより、光出力を一定化すると同時に発光ダイオードＬＥＤに流れる電流を最小化する。この制御について図１０および図１１を参照して以下説明する。
【００８７】
すなわち、図１０は発光ダイオードの電流−温度特性を示すグラフであるが、発光ダイオードに流れる電流と発光ダイオードの温度とは、比例関係にあることが示されている。また、図１１は発光ダイオードの電流−光出力特性を示すグラフであるが、発光ダイオードに流れる電流と発光ダイオードの光出力とは図に示すような非直線の関係にある。
【００８８】
したがって、発光ダイオードは、一定の光出力状態であっても、その際に流れる電流は２値存在することが理解できる。そこで、本実施の形態においては、光センサＰＳと電流検出部ＩＤとを配設して、２値のうち小さい方の電流で光出力が一定化されるように制御するものである。これにより発光効率を高い値に維持することができる。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードが２つ以上に区分され、かつ、それぞれの区分単位の点灯時に上記所定の全体時配光パターンと相似な区分時配光パターンを形成するように構成された発光部と、発光部の発光ダイオードを区分単位で独立して点灯するように配設された２組以上の区分発光ダイオード点灯装置とを具備していることにより、発光部やその区分発光ダイオード点灯装置などに故障が発生しても、応急対応により照明を継続することが可能であるとともに、構造が簡単で、大形化を回避し、しかも比較的安価な発光ダイオード照明装置を提供することができる。
【００９０】
請求項２の発明によれば、加えて区分発光ダイオード点灯装置が交流電圧を整流してリップルが５％以下に低減された直流電圧を出力することにより、加えて照明のちらつきが少なくてスタジオ用として好適な発光ダイオード照明装置を提供することができる。
【００９１】
請求項３の発明によれば、加えて区分発光ダイオード点灯装置が多数の発光ダイオードのうち一部の発光ダイオードの発光を帰還して出力を制御するための光センサを備えていることにより、簡単な回路構成で光出力を一定化する発光ダイオード照明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照明装置における一実施の形態としてのスタジオ用のフラッドライトを示す正面図
【図２】同じく背面図
【図３】同じく左側面断面図
【図４】同じく発光部と区分発光ダイオード点灯装置の関係を説明する配置図
【図５】同じく発光部における配光制御を説明する発光部の要部拡大断面図
【図６】本発明の発光ダイオード照明装置における第２の実施の形態を示す発光部と区分発光ダイオード点灯装置の関係を説明する配置図
【図７】本発明の発光ダイオード照明装置における第３の実施の形態を示す区分発光ダイオード点灯装置の回路図
【図８】同じく発光ダイオードに印加される電圧波形を示す波形図
【図９】本発明の発光ダイオード照明装置における第４の実施の形態を示す区分発光ダイオード点灯装置の回路図
【図１０】同じく発光ダイオードにおける電流と温度の関係を示す特性図
【図１１】同じく電流と光出力の関係を示す特性図
【符号の説明】
１１…発光モジュール、１１ａ…配線基板、１１ｂ…発光ダイオード素子、４０…発光ダイオード点灯装置、４０Ａ…区分発光ダイオード点灯装置、４０Ｂ…区分発光ダイオード点灯装置

Claims (3)

1. 多数の発光ダイオードが配列してその全体の点灯時に所定の全体時配光パターンが形成されるとともに、上記発光ダイオードが２つ以上に区分され、かつ、それぞれの区分単位の点灯時に上記所定の全体時配光パターンと相似な区分時配光パターンを形成するように構成された発光部と；
   発光部の発光ダイオードを区分単位で独立して点灯するように配設された２組以上の区分発光ダイオード点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする発光ダイオード照明装置。
2. 区分発光ダイオード点灯装置は、それぞれ交流電圧を整流してリップルが５％以下に低減された直流電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード照明装置。
3. 区分発光ダイオード点灯装置は、多数の発光ダイオードのうち一部の発光ダイオードの発光を帰還して出力を制御するための光センサを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の発光ダイオード照明装置。

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