JP2011060740A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明，看板，モニター等のバックライト，遊技（ゲーム）装置等に用いて好適な調色光が得られる光源装置を提供する。
【解決手段】赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢの少なくとも１組を実装した光源部ＬＳと、光源部ＬＳの各赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢをそれぞれ独立して制御する出力部ＯＵＴと、センサー部ＳＥＮから受信した制御信号に対応して各ＬＥＤを制御する制御部ＣＯと，記憶部ＭＥＭと、電源部ＰＳと、外部リモートコントロールＲＭＴから構成することにより、制御部ＣＯが発光部ＬＳの各赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢを制御することで、光源部ＬＳからの出射光を任意に調整可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明や看板等に用いて快適な照明光が得られる光源装置に係り、特に個々の光源色を好みの色に調整でき、かつ当該光源光の発光条件を記憶させ、呼び出しすることができる光源装置に関するものである。

現在、光源装置として照明用として用いられている小型の発光ダイオード光源には、電球色、白色光などの定められた色合いの発光ダイオードなどが用いられ２色の色合いのみ、変更可能であった。これらの発光ダイオードは、基本的に青色発光ダイオードに蛍光体に照射して白色光を生成させるためにそれぞれの色合いが青みがかった冷たい色彩が特徴的であった。

一方、実生活においては、季節や時間帯により照明の色を変化させたい場合、また、各自好みの色を変えたい場合、または、食事等において、色合いを替えずに、明るさを替えたい場合の必要性や欲求が人間生活の高度化とともに、高まっている。

近年、舞台等に使用されている調光付き光源装置では、例えば、ＤＭＸ信号などを用い、光信号に変換する手段として提供されているが、大掛かりな装置構造となり、複雑な機能や装置が必要とされるので、小型照明には不向きであった。

なお、この種の従来技術に関して例えば、下記特許文献１を挙げることができる。

特開２００５−２１６５１６号公報

しかしながら、小型の光源装置は、発光色という点から見ると、電球色発光ダイオードの場合は電球色であり、白色発光ダイオードの場合は白色光であり、特定の希望の色を得ることができないので、光源の表面部を特定色に着色するか、または光源から出た光をフィルタを透して対象物に照射するしか方法がなく、その場合でも、使用者や利用者が希望に応じて色を自由に変えることが不可能であるという課題があった。

また、大型の照明装置などで使用されているＤＭＸを代表とした調色タイプの照明装置は、大掛かりとなり、個々の照明器具、例えば電球タイプの照明器具に採用するには不向きであった。また、調色の階調も細かく、一般顧客ではそこまでの細分化した色調が過剰なレベルであった。

また、赤色発光ダイオード素子と、緑色発光ダイオード素子と、青色発光ダイオード素子とを組み合わせて光源を構成した場合、照明装置において、対象物に投射された照明パターンの縁部に帯状の色むらが発生し、混色性を低下させるという問題があった。

したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、これまでの光源装置では得られなかった非調色性能を解決し、かつ簡便に使用者や利用者が希望に応じて色を自由に変えられ、かつそれらの色を記憶させることできる光源装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明による光源装置は、赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子の少なくとも１組を実装した光源部と、光源部の各赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子にそれぞれ独立して制御する出力部と、外部から送信される調色制御信号を受信するセンサー部と、センサー部から受信した制御信号に対応して赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子をそれぞれ独立して制御する制御部と、制御部の制御信号をそれぞれ独立して記憶する記憶部と、光源部，制御部，記憶部に電力を供給する電源部と、センサー部に赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子の調色制御信号を送信する外部リモートコントロールとから構成することにより、出力制御部が発光部の各赤色，緑色，青色の発光ダイオード素子を制御することで、発光部からの出射光を任意に調整可能となるので、背景技術の課題を解決することができる。

なお、本発明は、前述した各構成及び後述する実施の形態に記載される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明による光源装置によれば、使用者や利用者が光源として光源部の発光色を任意の色に変えられる調色が得られという極めて優れた効果が得られるとともに、その調整した色を再現できるので、操作が容易で、かつ色合いを変えずに明るさを調整できるという極めて優れた効果が得られる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による光源装置の実施例１の構成を説明するブロック図である。図１において、ＬＳは赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲと、緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧと、青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢとから構成された光源部である。この光源部ＬＳは、これらの赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲと、緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧと、青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢとを並列接続して組み合わせた１組しか図示しないが、放熱性を有する例えばアルミニウム材からなる回路基板上に絶縁されて互いに近接して複数組が並列に配列されて実装されている場合もある。

なお、これらの赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢは、互いに発光光度が等しく互いに電気的に絶縁性が優れた例えばフェイスアップ型の発光ダイオード素子が用いられている。また、この光源部ＬＳには赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ、緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢをそれぞれ独立して調色出力調整を行う出力部ＯＵＴが直列接続されている。

また、図１において、ＣＯＮは、制御部ＣＯと、記憶部ＭＥＭとから構成されたコントロール部であり、このコントロール部ＣＯＮは、センサーＳＥＮより外部から受信した赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢの制御信号を調整する制御部ＣＯと、これらの各制御信号を記憶する記憶部ＭＥＭとから構成されている。

なお、この制御部ＣＯは、赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢのそれぞれの調色出力信号を調整する赤色制御部ＣＯＲと緑色制御部ＣＯＧと青色制御部ＣＯＢとから構成されている。

また、図１において、ＲＭＴは外部リモートコントロールであり、この外部リモートコントロールＲＭＴは、制御部ＣＯのセンサーＳＥＮに各赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢへの出力を制御する制御信号を赤外ダイオードＴＲＡを介して、赤外線信号ＩＲを送信することによって光源装置を駆動させる。

このリモートコントロールＲＭＴは、例えば、電源部ＰＳのオン・オフ、赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢの各赤・緑・青の色調の強弱、光源部ＬＳ全体の明るさ調整し任意の色合いの組合せを記憶させることができる。例えば図１に示すようにリモートコントロールＲＭＴの前面に顧客の好みの色を記憶させる記憶ボタンスイッチＢＵＳを設置し、これらのボタンスイッチＢＵＳを適宜操作することにより、任意の色合いを記憶することもできる。さらに、これらは何度も上書きすることができる。なお、ＴＲＡは制御部ＣＯのセンサーＳＥＮに制御信号を送信する赤外ダイオードである。

また、図１において、ＰＳは、電源部であり、この電源部ＰＳは、光源部ＬＳ，コントロール部ＣＯＮ内の制御部ＣＯ、記憶部ＭＥＭ及び光源部ＬＳ、出力部ＯＵＴ等に外部から交流電圧ＡＣを入力し、直流電圧ＤＣに変換してそれぞれ所定の電力を供給する電源部である。

このように構成された光源装置において、光源部ＬＳの各赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢを駆動する調色調整信号は、ＰＷＭ信号を用いることが都合よく、また、記憶させるのに、極めて都合が良い。それぞれの色合いの調整をＰＷＭ信号のデューティ比（出力比）を替えることにより、赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢにそれぞれの電流が流れるので、光源部ＬＳは色々な色の発光が可能となる。デューティ比を全てゼロにすると、非点灯状態となる。また、小型化するためにデューティ比の階調を少なくとも２５６階調以下にする。

この非点灯状態において、赤色ＰＷＭ信号を調整してデューティ比を上げることにより、赤色出力が大きくなり、赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲが赤色に発光し、光源部ＬＳから赤色の出射光が徐々に放射される。また、非点灯状態から緑色ＰＷＭ信号を調整してデューティ比を上げることにより、緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧが緑色に発光し、光源部ＬＳから結果として赤、緑の合成色、黄色の出射光が徐々に放射される。さらに、非点灯状態から青色ＰＷＭ信号を調整してデューティ比を上げることにより、青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢが青色に発光し、光源部ＬＳから赤、緑、青色の合成色、白色の出射光が放射される。

また、これらの調色調整比をＰＷＭ信号の各色の出力レベル、赤色デューティ比、緑色デューティ比、青色デューティ比の割合をそれぞれ調整することにより、合成色が黄色であったり、紫色であったり、電球色、昼白色、温白色などの各色の発色が得られ、かつこれらのデューティ比を記憶部ＭＥＭに記憶させることで色の再現性が容易となる。

さらに、調色した色合いを各色のＰＷＮ信号の出力レベルを全体的に替えることで、色合いを変えずに、明るさを変えることができる。

また、記憶部ＭＥＭに種々の記憶機能を持たせることで、複数色を６個のスイッチＢＵＳを設けてプリセットできるので、顧客に自由な好みの色を設定させることが可能である。実施例の構成では６色のプリセットが可能なため、例えば、電球色、温白色、昼白色、晴天色、青色、赤色と設定できる。

なお、前述した実施例１においては、リモートコントロールＲＭＴによる調色について説明したが、コントロール部ＣＯＮの内部に上記同様のスイッチを設け、これらを調整することも可能である。また、リモートコントロールＲＭＴを用いずにＰＬＣ信号で処理することも可能である。この場合、従来の店舗における照明の明るさ調整器をＰＬＣ信号にて置き換えることで、従来と同等以上の効果が得られることになる。すなわち、明るさのみの調整ではなく、色合いの調整、調色調整などが可能となり、省エネルギーにも対応できることで、例えば明るい赤色、暗い赤色などの調光も同時に実現可能となることは言うまでもない。

タイマーを利用することによって、季節や時間または目的別用途等において、自動的に調色できるプリプログラムの他、利用者または使用者が固有の目的をもって、任意の色を調色できるようにすることも可能である。

赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢをユニットに組み立てたとき、これらの発光色の色むらが発生することは良く知られている。

次に図２を用いて色むらの発生の原因について説明する。図２（ａ）は赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢが放熱性を兼ねた反射板ＲＥＦに連結する回路基板ＣＩＲに実装された要部平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ´線に沿った断面図である。

図２（ａ）に示すように赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢから放射されるそれぞれの光源光は、断面が略コ字状の反射板ＲＥＦの側壁部ＥＤＧの縁部で遮られることになるが、図２（ｂ）に示すように平面状の対象物ＯＪＴの略主要部であるブロックＡには３光源が集まり、白色となるが、主要部ブロックＡの外側の領域となるブロックＢでは赤色と緑色とで黄色となり、その外側（最外周領域）となるブロックＣでは赤色のみの発光となる。これらの現象を解消するために図３に断面図で示すように赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲと、青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢとの配列方向を逆方向とすることにより、解消させることができる。

また、図４に示すように赤色発光ダイオード素子ＬＥＤＲ，緑色発光ダイオード素子ＬＥＤＧ及び青色発光ダイオード素子ＬＥＤＢを直列に配列したライン状光源においても同様な現象が見られ、上記同様にブロックＡには白色、ブロックＢには黄色、ブロックＣには赤色の発色になる。これらを解消させるために図５に示すように光源部ＬＳの配列を交互に配置させることで解消することができる。

本発明による光源装置の実施例１の構成を示すブロック図である。 本発明に係わる光源装置の色むらの発生の原因について説明する図であり、図２（ａ）は赤色発光ダイオード素子，緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子が放熱性を兼ねた反射板連結する回路基板上に実装された要部平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ´線に沿った断面図である。 本発明による光源装置に係わる赤色発光ダイオード素子と、緑色発光ダイオード素子と青色発光ダイオード素子との配列方向を説明する図である。 本発明による光源装置の従来の赤色発光ダイオード素子と、緑色発光ダイオード素子と青色発光ダイオード素子との配列方向を説明する図である。 本発明による光源装置の赤色発光ダイオード素子と、緑色発光ダイオード素子と青色発光ダイオード素子との配列方向を説明する図である。

ＬＳ・・・光源部、ＬＥＤＲ・・・赤色発光ダイオード素子、ＬＥＤＧ・・・緑色発光ダイオード素子、ＬＥＤＢ・・・青色発光ダイオード素子、ＣＩＲ・・・回路基板、ＲＥＦ・・・反射板、ＥＤＧ・・・側壁部、ＯＪＴ・・・対象物、ＣＯＮ・・・コントロール部、ＯＵＴ・・・出力部、ＣＯ・・・制御部、ＣＯＲ・・・赤色制御部、ＣＯＧ・・・赤色制御部、ＣＯＢ・・・青色制御部、ＭＥＭ・・・記憶部、ＳＥＮ・・・センサー、ＲＭＴ・・・リモートコントロール部、ＢＵＳ・・・ボタンスイッチ、ＰＳ・・・電源部 ＩＲ・・・赤外線信号 ＴＲＡ・・・赤外線発光ダイオード。

Claims (6)

1. 赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子の少なくとも１組を実装した光源部と、
   前記光源部の各赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子にそれぞれ独立して制御する出力部と、
   外部から送信される調色制御信号を受信するセンサー部と、
   前記センサー部から受信した制御信号に対応して前記赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子をそれぞれ独立して制御する制御部と、
   前記制御部の制御信号をそれぞれ独立して記憶する記憶部と、
   前記光源部，前記制御部，前記記憶部に電力を供給する電源部と、
   前記センサー部に前記赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子の調色制御信号を送信する外部リモートコントロールと、
   を備えたことを特徴とする光源装置。
2. 前記光源部は、前記赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子は、同一回路基板上に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子は、フェイスアップ型の発光ダイオード素子とし、互いに電位的に絶縁されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 前記光源部は前記出力部，前記制御部，前記記憶部及び電源部と同一機器内に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
5. 前記光源部は、前記赤色，緑色及び青色発光ダイオード素子の互いに隣接する方向の配置が配列方向に沿って交互に異なることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
6. 前記光源部は、電球型光源部，ライン型光源部または面発光型光源部であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

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