JP2009301860A - 照明採取装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光の三原色からなるLEDを用いて、スポット的ではなく、広範囲を均質な白色光で照明でき、光の三原色を用いた2色合成色、単色等による照明も簡単に行え、またコンピュータと接続して色の組み合わせを含む照明パターン等をプログラムできることで学童、学生の理科及び技術教育に利用することができる照明装置の提供を課題とする。
【解決手段】光の三原色からなるLEDを用いた照明装置であって、赤色LED11と緑色LED12と青色LED13との三原色の各光源を中心の周りに相互に等間隔で近接配置した光源部10と、該光源部10の前方に配置され、前記三原色の各光源からの放射光を受けて混合し前記光源部10側へ反射させる第1の反射体20と、前記光源部10側に配置され、前記第1の反射体20からの光を受けて混合し周囲に向けて拡散反射させる第2の反射体30とを有する。
【選択図】 図2
【解決手段】光の三原色からなるLEDを用いた照明装置であって、赤色LED11と緑色LED12と青色LED13との三原色の各光源を中心の周りに相互に等間隔で近接配置した光源部10と、該光源部10の前方に配置され、前記三原色の各光源からの放射光を受けて混合し前記光源部10側へ反射させる第1の反射体20と、前記光源部10側に配置され、前記第1の反射体20からの光を受けて混合し周囲に向けて拡散反射させる第2の反射体30とを有する。
【選択図】 図2
Description
本発明は光の三原色からなるLEDを用いた照明装置に関する。
白色光源を用いた従来の一般的な照明装置の例を図8に示す。従来の一般的な照明装置では、白色光源Aから放射された光が、周囲にあるセードBを通して均質な光として外部に放出されるようにするため、光源Aに対向する位置に拡散用反射板Cを設けたものが多い。これによって光源Aからの光と拡散用反射板Cで反射された光とで、セードB全体に均質な光を透過させるようにしている。前記拡散用反射板Cは、例えば光の拡散に適したものとして、光源A側に頂点をもつ円錐形状のものが用いられる。
しかし、このような拡散用反射板Cを光源Aに対向する位置に配置した照明装置において、図9に示すような三原色からなるLED(a、b、c)を光源として配置した場合は、赤色LED(a)と緑色LED(b)と青色LED(c)の各LEDの位置が一点に集中しているわけではないので、そのままでは、均質な白色光をセードBの周りから外部に放出することが容易ではない。即ちセードBの位置によって、光の色が赤味を帯びたり、緑味を帯びたり、青味を帯びたりして、色のずれが生じる問題があった。
しかし、このような拡散用反射板Cを光源Aに対向する位置に配置した照明装置において、図9に示すような三原色からなるLED(a、b、c)を光源として配置した場合は、赤色LED(a)と緑色LED(b)と青色LED(c)の各LEDの位置が一点に集中しているわけではないので、そのままでは、均質な白色光をセードBの周りから外部に放出することが容易ではない。即ちセードBの位置によって、光の色が赤味を帯びたり、緑味を帯びたり、青味を帯びたりして、色のずれが生じる問題があった。
一方、実開平5−1598号公報には、自動車用ルームライトとして、光の三原色である赤色、緑色、青色のLEDを用いたものが提供されている。
また特開平10−302514号公報には、照明灯及び照明装置として、光の三原色である赤色、緑色、青色のLEDを用いたものが提供されている。この照明装置では、三原色の光を強弱をつけて発光させることができるようにした構成も開示されている。
また特開平11−321455号公報には、車内照明装置として、光の三原色を用いたLEDからなるものが提供されている。この照明装置で車内を所望の色で照明することができる。
実開平5−1598号公報
特開平10−302514号公報
特開平11−321455号公報
また特開平10−302514号公報には、照明灯及び照明装置として、光の三原色である赤色、緑色、青色のLEDを用いたものが提供されている。この照明装置では、三原色の光を強弱をつけて発光させることができるようにした構成も開示されている。
また特開平11−321455号公報には、車内照明装置として、光の三原色を用いたLEDからなるものが提供されている。この照明装置で車内を所望の色で照明することができる。
しかしながら上記特許文献1の発明は、三原色のLEDを集光する方向に向けて配置するものであるから、前方の比較的狭い範囲をスポット的に白色光で照明することができるが、それ以外の周囲の方向には照明が不十分となる問題がある。
また上記特許文献2の発明の場合も同様に、三原色のLEDを前方に向けて放射するものであるから、前方の比較的狭い範囲についてはスポット的に白色光で照明できるが、それ以外の方向には照明が不十分となる。
また上記特許文献3の発明は、むしろ多彩な色相の光を発光することを目的として構成されたものであり、三原色からなるLEDを用いて広範囲を白色光で照明することを目的とするものではない。
また上記特許文献2の発明の場合も同様に、三原色のLEDを前方に向けて放射するものであるから、前方の比較的狭い範囲についてはスポット的に白色光で照明できるが、それ以外の方向には照明が不十分となる。
また上記特許文献3の発明は、むしろ多彩な色相の光を発光することを目的として構成されたものであり、三原色からなるLEDを用いて広範囲を白色光で照明することを目的とするものではない。
そこで本発明は上記従来の問題点を解決し、光の三原色からなるLEDを用いて、スポット的ではなく、広範囲を均質な白色光で照明することができる照明装置の提供を主たる課題とする。また白色以外の他の色についても、均質な状態で周囲に照明することができる照明装置の提供を課題とする。また光の三原色を用いた白色及び2色合成色、単色等による照明も簡単に行うことができると共に、コンピュータと接続することで色の組み合わせを含む照明パターン等をプログラムすることができ、よって学童、学生の理科及び技術教育にも利用することができる照明装置の提供を課題とする。
上記課題を達成するため本発明の照明装置は、光の三原色からなるLEDを用いた照明装置であって、赤色LEDと緑色LEDと青色LEDとの三原色の各光源を中心の周りに相互に等間隔で近接配置した光源部と、該光源部の前方に配置され、前記三原色の各光源からの放射光を受けて混合し前記光源部側へ反射させる第1の反射体と、前記光源部側に配置され、前記第1の反射体からの光を受けて混合し周囲に向けて拡散反射させる第2の反射体とを有することを第1の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1の特徴に加えて、第1の反射体は平面体とし、反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしてあることを第2の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1又は第2の特徴に加えて、LEDからなる各光源は光源部に形成した各配置孔に配置し、これによって各光源からの光放射角度を前方方向の一定角度範囲に絞ることで、各光源からの放射光のほぼ全量を第1の反射体に入光させるようにしたことを第3の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1〜第3の何れかの特徴に加えて、第2の反射体は、光源部とその周囲を含む領域を球面とする球面状反射体として構成してあることを第4の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1〜第4の何れかの特徴に加えて、三原色のLEDの周囲に白色LEDを配置してあることを第5の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1〜第5の何れかの特徴に加えて、各LEDを点灯、消灯させる内蔵のコントローラに対して、前記点灯と消灯のプログラムを提供するためのコンピュータを別体として外部から接続自在としてあることを第6の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1の特徴に加えて、第1の反射体は平面体とし、反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしてあることを第2の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1又は第2の特徴に加えて、LEDからなる各光源は光源部に形成した各配置孔に配置し、これによって各光源からの光放射角度を前方方向の一定角度範囲に絞ることで、各光源からの放射光のほぼ全量を第1の反射体に入光させるようにしたことを第3の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1〜第3の何れかの特徴に加えて、第2の反射体は、光源部とその周囲を含む領域を球面とする球面状反射体として構成してあることを第4の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1〜第4の何れかの特徴に加えて、三原色のLEDの周囲に白色LEDを配置してあることを第5の特徴としている。
また本発明の照明装置は、上記第1〜第5の何れかの特徴に加えて、各LEDを点灯、消灯させる内蔵のコントローラに対して、前記点灯と消灯のプログラムを提供するためのコンピュータを別体として外部から接続自在としてあることを第6の特徴としている。
請求項1に記載の照明装置によれば、光源部に配置された三原色の各光源から放射された光は、前方の第1の反射体によって受けられ、相互に混合されて、元の光源部側に一旦反射される。第1の反射体で反射された光は光源部側に配置された第2の反射体によって受けられ、更に混合されて、周囲に向けて拡散反射される。
光源部の中心の周りに相互に等間隔で近接配置された赤色LED、緑色LED、青色LEDのからの各放射光は、前方にある第1の反射体と光源部側にある第2の反射体とによって、2回の反射を繰り返すことで、相互の混合を深め、均質な混色光となって、周囲に向けて拡散される。
請求項1に記載の照明装置によれば、赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを中心の周りに相互に等間隔で近接配置すると共に、第1、第2の反射体による2回の反射を行わせることによって、三原色の各LEDからの光を十分均質に混合して照明に供することが可能となると共に、混合された光を十分広範囲に拡散して照明に供することが可能となる。即ち、相互に等間隔で近接配置された各LEDからの赤色、緑色、青色の放射光は、それ自体が相互に重なり合う割合が高いが、第1の反射体を光源部の前方におくことで、光源部からの赤色、緑色、青色の各放射光の重なり合う領域の大部分を第1の反射体で受けることが可能となり、それらの混合を第1の反射体で促進させることができる。そして第1の反射体で反射されて光源部側に跳ね返されてくる光を第2の反射体で受けることによって、光の混合を更に進めて、全体として均質な混合光とし、これを周囲に向けて反射させることができる。また光の混合を促進するために赤色、緑色、青色の各LEDを相互に近接配置することで、光の重なり範囲が前方方向の狭い角度範囲に限られるようにした場合であっても、第1、第2の反射体を経るようにしたことで、光源からセード等の被照射体に至るまでの光の走行距離を実際の空間距離よりも十分に長くすることが可能となり、2回の反射を経て混合光を十分に広く拡散させることが可能となる。即ちスポット的な照明ではなく、より周囲に拡散した広い範囲の照明を行うことができる。
勿論、光の三原色を用いた白色照明のほか、三原色のうちの任意の2色による合成色照明、単色照明も簡単に行うことも可能である。
光源部の中心の周りに相互に等間隔で近接配置された赤色LED、緑色LED、青色LEDのからの各放射光は、前方にある第1の反射体と光源部側にある第2の反射体とによって、2回の反射を繰り返すことで、相互の混合を深め、均質な混色光となって、周囲に向けて拡散される。
請求項1に記載の照明装置によれば、赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを中心の周りに相互に等間隔で近接配置すると共に、第1、第2の反射体による2回の反射を行わせることによって、三原色の各LEDからの光を十分均質に混合して照明に供することが可能となると共に、混合された光を十分広範囲に拡散して照明に供することが可能となる。即ち、相互に等間隔で近接配置された各LEDからの赤色、緑色、青色の放射光は、それ自体が相互に重なり合う割合が高いが、第1の反射体を光源部の前方におくことで、光源部からの赤色、緑色、青色の各放射光の重なり合う領域の大部分を第1の反射体で受けることが可能となり、それらの混合を第1の反射体で促進させることができる。そして第1の反射体で反射されて光源部側に跳ね返されてくる光を第2の反射体で受けることによって、光の混合を更に進めて、全体として均質な混合光とし、これを周囲に向けて反射させることができる。また光の混合を促進するために赤色、緑色、青色の各LEDを相互に近接配置することで、光の重なり範囲が前方方向の狭い角度範囲に限られるようにした場合であっても、第1、第2の反射体を経るようにしたことで、光源からセード等の被照射体に至るまでの光の走行距離を実際の空間距離よりも十分に長くすることが可能となり、2回の反射を経て混合光を十分に広く拡散させることが可能となる。即ちスポット的な照明ではなく、より周囲に拡散した広い範囲の照明を行うことができる。
勿論、光の三原色を用いた白色照明のほか、三原色のうちの任意の2色による合成色照明、単色照明も簡単に行うことも可能である。
また請求項2に記載の照明装置によれば、上記請求項1に記載の構成による効果に加えて、第1の反射体は平面体とし、反射面を鏡面若しくは銀色塗料を塗布した状態としてあるので、
平面体からなる第1の反射体によって、入射した光を拡散反射させることなく、光混合を促進させることができると共に、入射した光の大部分を第2の反射体側に導光することができる。また反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしているので、光の反射ロスを少なくして、第2の反射体へ確実に導光することができる。
平面体からなる第1の反射体によって、入射した光を拡散反射させることなく、光混合を促進させることができると共に、入射した光の大部分を第2の反射体側に導光することができる。また反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしているので、光の反射ロスを少なくして、第2の反射体へ確実に導光することができる。
また請求項3に記載の照明装置によれば、上記請求項1又は2に記載の構成による効果に加えて、LEDからなる各光源は光源部に形成した各配置孔に配置し、これによって各光源からの光放射角度を前方方向の一定角度範囲に絞ることで、各光源からの放射光のほぼ全量を第1の反射体に入光させるようにしたので、
比較的小さい面積の第1の反射体を用いて、光源部からの赤、緑、青の各光を受けることができる。よって、第1の反射体が最終的な照明光の邪魔にならないようにすることができる。一方、光源からの放射光のほぼ全量を第1の反射体で受けることができるので、赤、緑、青の個別の光による直接的な照明が偏ってなされるのを無くして、それら各光源からの光を十分に受けて混合を促進することができる。ほぼ全量とは、全量、及び第1の反射体を外れる放射光による色のムラが目立たない範囲の量を言うものとする。
また光源部の各光源からの光放射角度を前方方向の一定角度範囲に絞ることにより、赤、緑、青の各三原色の光のほぼ全量を前方方向に配置された第1の反射体によって受けることができ、混合を促進させることができる。混合に関しては、第1の反射体に入る赤、緑、青の各光の入射角が何れも近い値となり、各光の混合を一層良好に行える。
比較的小さい面積の第1の反射体を用いて、光源部からの赤、緑、青の各光を受けることができる。よって、第1の反射体が最終的な照明光の邪魔にならないようにすることができる。一方、光源からの放射光のほぼ全量を第1の反射体で受けることができるので、赤、緑、青の個別の光による直接的な照明が偏ってなされるのを無くして、それら各光源からの光を十分に受けて混合を促進することができる。ほぼ全量とは、全量、及び第1の反射体を外れる放射光による色のムラが目立たない範囲の量を言うものとする。
また光源部の各光源からの光放射角度を前方方向の一定角度範囲に絞ることにより、赤、緑、青の各三原色の光のほぼ全量を前方方向に配置された第1の反射体によって受けることができ、混合を促進させることができる。混合に関しては、第1の反射体に入る赤、緑、青の各光の入射角が何れも近い値となり、各光の混合を一層良好に行える。
また請求項4に記載の照明装置によれば、上記請求項1〜3に記載の構成による効果に加えて、第2の反射体は、光源部とその周囲を含む領域を球面とする球面状反射体として構成してあるので、
第1の反射体から反射されてきた光を球面で受けて、混合を進めながら周囲の広範な範囲に均一に拡散反射させることができ、スポット照明ではなく、広範な照明範囲を確保することができる。またこの第2の反射体は、光源部から出て前方の第1の反射体で反射された光を光源を中心としたその周囲を含む領域で受けることができるので、光源部を中心とした周囲への偏りのない均一な反射を確保することができる。
第1の反射体から反射されてきた光を球面で受けて、混合を進めながら周囲の広範な範囲に均一に拡散反射させることができ、スポット照明ではなく、広範な照明範囲を確保することができる。またこの第2の反射体は、光源部から出て前方の第1の反射体で反射された光を光源を中心としたその周囲を含む領域で受けることができるので、光源部を中心とした周囲への偏りのない均一な反射を確保することができる。
また請求項5に記載の照明装置によれば、上記請求項1〜4に記載の構成による効果に加えて、三原色のLEDの周囲に白色LEDを配置してあるので、
三原色のLEDを用いた放射光による照明に、白色LEDを用いた白色放射光を加えることができる。よって全体としての照明の明るさを白色LEDにより増加させることができる。勿論、三原色のLEDだけを用いた照明を行い、或いは白色LEDだけの照明を行うことも可能となる。
三原色のLEDを用いた放射光による照明に、白色LEDを用いた白色放射光を加えることができる。よって全体としての照明の明るさを白色LEDにより増加させることができる。勿論、三原色のLEDだけを用いた照明を行い、或いは白色LEDだけの照明を行うことも可能となる。
また請求項6に記載の照明装置によれば、上記請求項1〜5に記載の構成による効果に加えて、各LEDを点灯、消灯させる内蔵のコントローラに対して、前記点灯と消灯のプログラムを提供するためのコンピュータを別体として外部から接続自在としてあるので、
コンピュータを接続して、各LEDを点灯、消灯させる所望のプログラムを内蔵のコントローラに設定することができる。これにより設定したプログラムに基づいた、光の三原色を含む各LEDの点灯、消灯による所望の照明を行うことができる。
またコンピュータと接続することで色の組み合わせを含む照明パターン等を自由にプログラムすることが可能となり、よって光の三原色を用いた、光の性質、各合成色の理解を促すための教材、或いはコンピュータによる簡単なプログラム作成を伴う理科教育にも利用することができる。
コンピュータを接続して、各LEDを点灯、消灯させる所望のプログラムを内蔵のコントローラに設定することができる。これにより設定したプログラムに基づいた、光の三原色を含む各LEDの点灯、消灯による所望の照明を行うことができる。
またコンピュータと接続することで色の組み合わせを含む照明パターン等を自由にプログラムすることが可能となり、よって光の三原色を用いた、光の性質、各合成色の理解を促すための教材、或いはコンピュータによる簡単なプログラム作成を伴う理科教育にも利用することができる。
以下の図面を参照して、本発明の照明装置の実施形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施形態の照明装置の全体概略図、図2は第1の実施形態の照明装置の要部を示す図で、(A)は要部の平面図、(B)は要部の一部断面正面図である。図3は照明装置の光源部の平面図、図4は照明装置の光源部と反射体との間での光の反射を説明する図、図5は照明装置の制御系を説明する図である。
図1は本発明の第1の実施形態の照明装置の全体概略図、図2は第1の実施形態の照明装置の要部を示す図で、(A)は要部の平面図、(B)は要部の一部断面正面図である。図3は照明装置の光源部の平面図、図4は照明装置の光源部と反射体との間での光の反射を説明する図、図5は照明装置の制御系を説明する図である。
図1を参照して、本発明の第1の実施形態の照明装置は、スタンド1とセード2とを有している。セード2はドーム状に構成されており、スタンド1の上方位置に図示しない支柱等により位置付けられている。
図2、図3も参照して、前記スタンド1の上部には光源部10が設けられている。該光源部10には、赤色光源である赤色LED11と、緑色光源である緑色LED12と、青色光源である青色LED13が配置され、また白色LED14が配置されている。
前記光源部10の前方(光が進む方向)には第1の反射体20が設けられている。
更に前記第1の反射体20で反射された光を受ける第2の反射体30が、前記光源部10側に設けられている。
前記赤色LED11、緑色LED12、青色LED13、白色LED14は高輝度LEDや超高輝度LEDを用いることができる。
前記光源部10の前方(光が進む方向)には第1の反射体20が設けられている。
更に前記第1の反射体20で反射された光を受ける第2の反射体30が、前記光源部10側に設けられている。
前記赤色LED11、緑色LED12、青色LED13、白色LED14は高輝度LEDや超高輝度LEDを用いることができる。
前記光源部10に配置される赤色LED11と緑色LED12と青色LED13は、光の三原色を構成するものである。この赤色LED11と緑色LED12と青色LED13は、光源部10の中心の周りに相互に等間隔で近接配置される。本実施形態では、具体的には、赤色LED11と緑色LED12と青色LED13とは、中心の周りに相互に略120度の回転位置に配置される。
また本実施形態の場合は、赤色LED11、緑色LED12、青色LED13をそれぞれ2本ずつ配置するようにしているので、赤色LED11同士、緑色LED12同士、青色LED13同士のそれぞれについては、中心の周りに180度の回転位置に別れて配置されるようにしている。勿論、赤色LED11、緑色LED12、青色LED13は、3本以上の等本数で用いるようにしてもよい。
一方、白色LED14は、複数本を前記赤色LED11、緑色LED12、青色LED13が配置される位置の外側に、光源部10の中心として均等配置されている。
また本実施形態の場合は、赤色LED11、緑色LED12、青色LED13をそれぞれ2本ずつ配置するようにしているので、赤色LED11同士、緑色LED12同士、青色LED13同士のそれぞれについては、中心の周りに180度の回転位置に別れて配置されるようにしている。勿論、赤色LED11、緑色LED12、青色LED13は、3本以上の等本数で用いるようにしてもよい。
一方、白色LED14は、複数本を前記赤色LED11、緑色LED12、青色LED13が配置される位置の外側に、光源部10の中心として均等配置されている。
前記光の三原色を構成する赤色LED11、緑色LED12、青色LED13は、光源部10に設けた配置孔10a(図4参照)にその一部を埋設して配置するようにし、これによって各LED11、12、13からの光放射角度が、前方方向の一定角度範囲に絞られるようにしている。各LED11、12、13の向きは相互に同方向に略平行に配置することになるが、少し内向きにすること、場合によっては、三原色の放射光の重なり割合が低くならない範囲で少し外向きにすることも可能である。
既述したように、赤色LED11と緑色LED12と青色LED13とは相互に等間隔で近接配置する構成としているが、これは赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各LEDから放出される光が相互に重なり合う割合を多くするためである。
赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各LEDからの放射光の放射角度を一定角度範囲に絞ると共に、赤色、緑色、青色の各LED11、12、13からの放射光の重なり合う割合を多くすることで、これら赤色LED11、緑色LED12、青色LED13から放射された光を、比較的狭い面積の反射体(第1の反射体20)で受けることが可能となり、且つ赤色、緑色、青色の相互の光の混合を促進することが可能となる。
既述したように、赤色LED11と緑色LED12と青色LED13とは相互に等間隔で近接配置する構成としているが、これは赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各LEDから放出される光が相互に重なり合う割合を多くするためである。
赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各LEDからの放射光の放射角度を一定角度範囲に絞ると共に、赤色、緑色、青色の各LED11、12、13からの放射光の重なり合う割合を多くすることで、これら赤色LED11、緑色LED12、青色LED13から放射された光を、比較的狭い面積の反射体(第1の反射体20)で受けることが可能となり、且つ赤色、緑色、青色の相互の光の混合を促進することが可能となる。
前記第1の反射体20は、セード2の内側に設けられ、光源部10の赤色LED11、緑色LED12、青色LED13からの光を受けるようにしている。第1の反射体20の大きさは、光源部10の赤色LED11、緑色LED12、青色LED13からの各光の全量を受けることができる大きさとするのが好ましい。この場合、光源部10の赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各光源(LED11、12、13)を相互に近接配置すると共に、各光源(LED11、12、13)からの各光の放射角度を絞ることで、比較的狭い面積の第1の反射体20を採用することが可能となり、且つ偏光による照明不良が生じないようにすることが可能となる。前記第1の反射体20が光源部10の赤色LED11、緑色LED12、青色LED13からの光の全量を受けない場合は、それら赤色LED11、緑色LED12、青色LED13からの赤色光、緑色光、青色光の一部がそのまま偏光して外方を照明することになる。
第1の反射体20は平面体とし、反射面(図面上は下面)を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしている。
第1の反射体20を平面体とすることで、光源部10の赤色LED11、緑色LED12、青色LED13から受け入れた光の混合を促進することができる。即ち、第1の反射体20を平面体とすることで、第1の反射体20の反射面を光源部10の赤色、緑色、青色の各LED11、12、13の軸芯に対して直角に配置することが可能となり、各LED11、12、13からの赤色、緑色、青色の光をほぼ同等に遮ることなく受けることができる。また入射光と反射光間の角度を小さく維持することができることから、光の混合を促進することが可能となる。勿論、第1の反射体20は凹面体とすることで、光の混合が促進されるが、この場合には、その後における光の拡散が容易でなく、スポット照明的になるので、必ずしも好ましいとは言えない。
第1の反射体20の反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にすることで、反射面での光の吸収を抑制し、反射ロスを少なくすることができる。鏡面から銀色になるにつれて、光の混合がよくなるが、反射光量がその分低下することになる。よって鏡面の程度、銀色塗料の施し具合については、光の混合具合と反射光量を勘案して、適当な鏡面程度、銀色塗料施し程度を採用することになる。
第1の反射体20を平面体とすることで、光源部10の赤色LED11、緑色LED12、青色LED13から受け入れた光の混合を促進することができる。即ち、第1の反射体20を平面体とすることで、第1の反射体20の反射面を光源部10の赤色、緑色、青色の各LED11、12、13の軸芯に対して直角に配置することが可能となり、各LED11、12、13からの赤色、緑色、青色の光をほぼ同等に遮ることなく受けることができる。また入射光と反射光間の角度を小さく維持することができることから、光の混合を促進することが可能となる。勿論、第1の反射体20は凹面体とすることで、光の混合が促進されるが、この場合には、その後における光の拡散が容易でなく、スポット照明的になるので、必ずしも好ましいとは言えない。
第1の反射体20の反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にすることで、反射面での光の吸収を抑制し、反射ロスを少なくすることができる。鏡面から銀色になるにつれて、光の混合がよくなるが、反射光量がその分低下することになる。よって鏡面の程度、銀色塗料の施し具合については、光の混合具合と反射光量を勘案して、適当な鏡面程度、銀色塗料施し程度を採用することになる。
前記第2の反射体30は、前記各LED11〜14が設けられた光源部10とその周囲を含む領域の表面を球面とした球面状反射体として構成されている。即ち、スタンド1の上部を半球状若しくは半球未満の球面とすることで、第2の反射体30としている。但し、ここで球面は一定の曲率半径をもつ完全な球面(真球面)に限定されるものではない。第1の反射体20からの光をセード2(被照射体)の方向に万遍無く拡散して反射させることができるようにした球面状(真球面、曲率半径は連続的に変化するような擬似球面を含む)の形状を意味するものとする。
この第2の反射体30についても、その反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしてある。
前記各LED11〜14の配置される各配置孔10aの間の表面も第2の反射体30となっている。
この第2の反射体30についても、その反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしてある。
前記各LED11〜14の配置される各配置孔10aの間の表面も第2の反射体30となっている。
上記赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の配置の外側に配置される白色LED14は、照明の光量を増すための役割を果たす。白色LED14は光源部10の中心の周りに均等配置され、均等な照明ができるようにしている。
白色LED14からの光は、必ずしも第1の反射体20や第2反射体30に反射される必要はない。このため、直接的にセード2に向けて放射されるように、個々の白色LED14のそれぞれの姿勢を多少外向きに傾いて配置するようにしてもよい。
白色LED14からの光は、必ずしも第1の反射体20や第2反射体30に反射される必要はない。このため、直接的にセード2に向けて放射されるように、個々の白色LED14のそれぞれの姿勢を多少外向きに傾いて配置するようにしてもよい。
図4を参照して、光源部10から放射された三原色の光による反射、混合の要領を説明する。
今、光源部10の中心付近の周りに相互に等間隔で近接配置された赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各スイッチがオンされると、それら三原色のLED11〜13から光が放射される。照射された各光は、それぞれ前方方向に一定角度範囲で拡がりながら進み、それらのほぼ全量が第1の反射体20に入射される。このとき、第1の反射体20に入射する三原色の各光には相互に重なり合わない部分が生じるが、大きく重なり合わないような部分が生じないようにしているので、第1の反射体20に入射された各光が反射される際に生じる乱反射によって、それら反射光の混合が促進される。
第1の反射体20は平面体であるので、乱反射はあるにせよ、該第1の反射体20で反射する光の反射角は比較的小さく、第1の反射体20へ入ってきた光源10からの光の大部分を元の光源部10側へ向けて反射させる。
光源部10側には第2の反射体30が配置されているので、前記第1の反射体20から光源部10側に反射された光は第2の反射体20でその大部分が受けられ、反射される。この際、第2の反射体30は球面状反射体として構成されているので、第2の反射体30で反射される光は大きく周囲に拡散され、セード2に向かう。
第2の反射体30もまた鏡面体若しくは銀色塗料を施したものとすることで、乱反射による光の混合と反射光量との加減を調整することが可能となり、三原色の良好な混合を果たしながら、光量低下を少なくする要請を満足させることが可能となる。
今、光源部10の中心付近の周りに相互に等間隔で近接配置された赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の各スイッチがオンされると、それら三原色のLED11〜13から光が放射される。照射された各光は、それぞれ前方方向に一定角度範囲で拡がりながら進み、それらのほぼ全量が第1の反射体20に入射される。このとき、第1の反射体20に入射する三原色の各光には相互に重なり合わない部分が生じるが、大きく重なり合わないような部分が生じないようにしているので、第1の反射体20に入射された各光が反射される際に生じる乱反射によって、それら反射光の混合が促進される。
第1の反射体20は平面体であるので、乱反射はあるにせよ、該第1の反射体20で反射する光の反射角は比較的小さく、第1の反射体20へ入ってきた光源10からの光の大部分を元の光源部10側へ向けて反射させる。
光源部10側には第2の反射体30が配置されているので、前記第1の反射体20から光源部10側に反射された光は第2の反射体20でその大部分が受けられ、反射される。この際、第2の反射体30は球面状反射体として構成されているので、第2の反射体30で反射される光は大きく周囲に拡散され、セード2に向かう。
第2の反射体30もまた鏡面体若しくは銀色塗料を施したものとすることで、乱反射による光の混合と反射光量との加減を調整することが可能となり、三原色の良好な混合を果たしながら、光量低下を少なくする要請を満足させることが可能となる。
第2の反射体30で拡散反射され、セード2に入った光は、適当に屈折しながらセード2の外に出て外部を照明する。勿論、このセード2においても光の混合はなされる。
光源部10に配置された赤色LED11、緑色LED12、青色LED13からの各放射光を、どのように相互に混合させ、また反射させてセード2に導くかは、光源部10に置かれる三原色の各LED11、12、13の配置面積、放射角度、第1の反射体20までの距離、第1の反射体20の面積、第1の反射体20から第2の反射体30までの距離、第2の反射体30の球面の面積、曲率半径によって変更させることができる。
また上記においては、赤色LED11、緑色LED12、青色LED13の三原色を放射させて、白光色を得て照明を行う場合を説明した。しかし、赤色、緑色、青色の何れか2色を2色のLEDを用いて、その混合と反射を行い、照明を行うこともできる。この場合においても、上記本発明の構成により二色の光の混合を良好に行って、照明を行うことができる。その他、赤色、緑色、青色の何れか1種類のLEDを用いて照明を行うこともできる。
また三原色のLED11、12、13の何れか1つ以上を用いて照明を行う場合に、白色LED14による光を加えて、照明を行うようにすることができる。
また三原色のLED11、12、13の何れか1つ以上を用いて照明を行う場合に、白色LED14による光を加えて、照明を行うようにすることができる。
図5を参照して、本発明の照明装置の第1の実施形態に用いられる制御系を説明する。
装置のスタンド1内にコントローラ40、インターフェイス41、照明回路42が内蔵され、外部のコンピュータ50と接続自在とされる。
前記コントローラ50には、各赤色LED11、緑色LED12、青色LED13、及び白色LED14を用いた照明を行うための照明プログラムが内蔵される。この照明プログラムは、例えば赤色LED11と緑色LED12と青色LED13の三原色を定常的に点灯させて照明させるプログラム、何れか2色のLEDを用いて定常的に点灯させて照明させるプログラム、三原色のうちの2色を次々と変更して点灯させるプログラム、その他、赤色LED11と緑色LED12、青色LED13、白色LED14を用いて、これらを種々のタイミングで同時又は別々に点灯、消灯を行うことによる光のイルミネーションを行うプログラム等、種々の点灯のさせ方を予め内蔵させておくことができる。
特に学校教材としては、光の三原色の同時点灯による白色照明プログラム、光の三原色のうちの2色を用いた照明プログラム、1色による照明プログラム、を用いることで、光の三原色の性質を実体験させることができる。このような教材用の照明装置としては、単に照明ができるだけではなく、光の三原色からなる光源を用いていること、且つそれらの三原色の混合による均質な白色照明、各2色による均質な混合色、1色での照明のそれぞれができることが必要である。
装置のスタンド1内にコントローラ40、インターフェイス41、照明回路42が内蔵され、外部のコンピュータ50と接続自在とされる。
前記コントローラ50には、各赤色LED11、緑色LED12、青色LED13、及び白色LED14を用いた照明を行うための照明プログラムが内蔵される。この照明プログラムは、例えば赤色LED11と緑色LED12と青色LED13の三原色を定常的に点灯させて照明させるプログラム、何れか2色のLEDを用いて定常的に点灯させて照明させるプログラム、三原色のうちの2色を次々と変更して点灯させるプログラム、その他、赤色LED11と緑色LED12、青色LED13、白色LED14を用いて、これらを種々のタイミングで同時又は別々に点灯、消灯を行うことによる光のイルミネーションを行うプログラム等、種々の点灯のさせ方を予め内蔵させておくことができる。
特に学校教材としては、光の三原色の同時点灯による白色照明プログラム、光の三原色のうちの2色を用いた照明プログラム、1色による照明プログラム、を用いることで、光の三原色の性質を実体験させることができる。このような教材用の照明装置としては、単に照明ができるだけではなく、光の三原色からなる光源を用いていること、且つそれらの三原色の混合による均質な白色照明、各2色による均質な混合色、1色での照明のそれぞれができることが必要である。
本発明の照明装置は、外部のコンピュータ50と接続自在とされる。外部のコンピュータ50は、例えば市販されているパーソナルコンピュータとすることができる。このコンピュータ50に対して、前記コントローラ40に内蔵させる照明プログラムを作成するためのソフトウエアをインストールすることで、種々の照明プログラムをコンピュータで作成することができる。この照明プログラムを学生が作り、作成した照明プログラムに基づく照明を行うことで、プログラム作成と光の三原色の性質とについての実践的な教育効果が期待される。
図6は本発明の第2の実施形態を示す全体構成図、図7は第2の実施形態の照明装置の要部を示す図で、(A)は要部の平面図、(B)は要部の正面図である。
この第2の実施形態の照明装置では、セード3が和風の行灯風に構成されたものである。しかし他の実質的な構成は、上記第1の実施形態の場合と同様である。第2の実施形態において第1の実施形態と同一乃至同一機能を果たす部材には、同一の符号を付して説明を省略する。
この第2の実施形態の照明装置では、セード3が和風の行灯風に構成されたものである。しかし他の実質的な構成は、上記第1の実施形態の場合と同様である。第2の実施形態において第1の実施形態と同一乃至同一機能を果たす部材には、同一の符号を付して説明を省略する。
1 スタンド
2 セード
3 セード
10 光源部
10a 配置孔
11 赤色LED
12 緑色LED
13 青色LED
20 第1の反射体
30 第2の反射体
40 コントローラ
41 インターフェイス
42 照明回路
50 コンピュータ
2 セード
3 セード
10 光源部
10a 配置孔
11 赤色LED
12 緑色LED
13 青色LED
20 第1の反射体
30 第2の反射体
40 コントローラ
41 インターフェイス
42 照明回路
50 コンピュータ
Claims (6)
- 光の三原色からなるLEDを用いた照明装置であって、赤色LEDと緑色LEDと青色LEDとの三原色の各光源を中心の周りに相互に等間隔で近接配置した光源部と、該光源部の前方に配置され、前記三原色の各光源からの放射光を受けて混合し前記光源部側へ反射させる第1の反射体と、前記光源部側に配置され、前記第1の反射体からの光を受けて混合し周囲に向けて拡散反射させる第2の反射体とを有することを特徴とする照明装置。
- 第1の反射体は平面体とし、反射面を鏡面若しくは銀色塗料を施した状態にしてあることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- LEDからなる各光源は光源部に形成した各配置孔に配置し、これによって各光源からの光放射角度を前方方向の一定角度範囲に絞ることで、各光源からの放射光のほぼ全量を第1の反射体に入光させるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
- 第2の反射体は、光源部とその周囲を含む領域を球面とする球面状反射体として構成してあることを特徴する請求項1〜3の何れかに記載の照明装置。
- 三原色のLEDの周囲に白色LEDを配置してあることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の照明装置。
- 各LEDを点灯、消灯させる内蔵のコントローラに対して、前記点灯と消灯のプログラムを提供するためのコンピュータを別体として外部から接続自在としてあることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008154882A JP2009301860A (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | 照明採取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008154882A JP2009301860A (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | 照明採取装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009301860A true JP2009301860A (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=41548565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008154882A Withdrawn JP2009301860A (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | 照明採取装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009301860A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101262050B1 (ko) | 2011-09-08 | 2013-05-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 조명 장치 |
WO2018225879A1 (ko) * | 2017-06-05 | 2018-12-13 | 부경대학교 산학협력단 | 포물선 초점 위치의 엘이디광원을 이용한 등명기 |
CN109539006A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-03-29 | 欧普照明股份有限公司 | 台灯 |
CN110542058A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-12-06 | 苏州海图星辰光源科技有限公司 | 一种低蓝光可调节的led检测光源 |
-
2008
- 2008-06-13 JP JP2008154882A patent/JP2009301860A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
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CN109539006A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-03-29 | 欧普照明股份有限公司 | 台灯 |
CN109539006B (zh) * | 2019-01-21 | 2024-04-30 | 欧普照明股份有限公司 | 台灯 |
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