JP5611714B2 - 照明装置 - Google Patents
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これら照明装置の光源には、従来ハロゲンランプが使われることが多かったが、近年では、長寿命、省エネ等の要請からLEDが使われつつある。特に複数の異なる発光色のLEDチップからなる多色発光ダイオード(フルカラー発光ダイオードを含む)を光源とした照明装置では、各LEDチップの出力を変えることにより様々な色を作り出すことができる上、例えば色温度や色味を変化させることも可能となる。
特に、スポットライトでは、光源から発せられる光を特定の範囲(スポット)に効果的に照射するために、できるだけ小さい孔のアパーチャーを用いて、拡散の少ない光にすることが好ましいが、拡散が少ないと光の混合が不十分となり、色ムラを生じ易くなってしまう。そこで、混合のためのレンズを追加することも考えられるが、効率的ではない。
また、美術館に展示された絵画を照射する場合等、照射対象物が縦長であったり横長であったりする場合には、その照射対象物の長手方向にわたって色ムラの少ない光を効率的に照射するために、照射対象物に応じて縦方向と横方向の光の拡散度合を変更できるようにすることが望まれる。
縦方向と横方向の光の拡散度合が異なる色ムラの少ない光を照射することができる上、レンズの回転位置を調整すれば、前記拡散度合の大きくなる方向を容易に変更することができ、ひいては、色ムラの少ない光を照射対象物に応じて効果的に照射することができる。
この構成によれば、複数の異なる発光色のLEDチップから発せられた光が、前記レンズによって混合される。前記レンズは縦方向と横方向とで光の拡散度合が異なるように形成されるとともに回転可能に構成されるため、このレンズの回転位置を調整すれば、照射対象物の形状等に応じて色ムラの少ない光を効率的に照射することができる。
この構成によれば、複数の多色発光ダイオードによる光を集光することで効率的に前方へ照射できる上、二段階の拡散により効果的に色ムラを低減することができる。
この構成によれば、斜めカットされた形状のフードにより、光を必要な方向のみに照射することができる上、その照射方向をフードの回転により変化させることができ、ひいては、色ムラの少ない光を照射対象物に応じて効果的に照射することができる。
この構成によれば、照射対象物に応じて第2のレンズとフードを回転させる構造を、生産性の良好な簡素な構造によって実現することができる。
図1は、本発明に係る照明装置の一例を示す側面図である。
また、本体部11前端側の上部には、前筒部20に螺合された接続ねじ26に対し、後方側から嵌り合うように切欠部11bが形成される。
このヒートシンク部12は、LED基板13による熱を放熱するようにひだ状に形成される。
LED基板13は、円盤状のプリント基板であり、その表面に複数(図13に示す一例によれば4つ)の多色発光ダイオード13a,13b,13c,13dを装着している。
したがって、この多色発光ダイオード13a(13b,13c又は13d)によれば、複数の発光色のLEDチップを同時に発光した際に、各LEDチップの出力を適宜に調整することで、これら複数のLEDチップの光が合成されてなる様々な色の光を発することが可能であり、さらに、白色光を発する場合、その色温度を変えたり微妙な色味を加えたりすることも可能である。
この多色発光ダイオード13a(13b,13c又は13d)は、本実施の形態の一例によれば、「米国CREE INC.製、Xlamp(登録商標) MC−E LED Color Neutral White」を用いているが、同様の構造であれば、他メーカの多色発光ダイオードもしくはフルカラー発光ダイオード等を用いてもよい。
換言すれば、各多色発光ダイオード(例えば13b)は、仮に回転することなく他の多色発光ダイオード(例えば13a)に平行移動により重ね合わせられた場合に、同発光色のLEDチップ同士が重なり合うことのないように、前記他の多色発光ダイオード(13a)に対し所定角度自転した位置関係に設けられる。
特に、図13に示す好ましい一例では、前記のようにして各多色発光ダイオードを他の多色発光ダイオードに重ね合わせた場合に、異なる発光色のLEDチップ同士が重なり合う関係となるように構成される。
すなわち、図13に示す一例によれば、同一円周上に等間隔に4つの多色発光ダイオード13a,13b,13c,13dが設けられ、各多色発光ダイオード(例えば13b)は、隣り合う多色発光ダイオード(13a)に対し、時計回りに90度自転した位置関係にある。
詳細に説明すれば、この第1のレンズ14は、各多色発光ダイオードの光を集光して拡散する複数(図示例によれば4つ)の集光拡散レンズ14aを具備している。
また、集光拡散レンズ14aの前面には、光を拡散して放射するための細かい凹凸14a4が多数形成されている。
また、凸部14a2に入射した光は、凸部14a2面で屈折した後、略前方へ進み、前面の凹凸14a4によって拡散されて放射される。
後側のレンズ抑え部材14a6は、金属製円板に、各集光拡散レンズ14aの逆円錐状の外周面に当接する貫通孔を複数設けてなる。
そして、これら前後のレンズ抑え部材14a5,14a6は、複数の集光拡散レンズ14aを前後から挟んだ状態で、柱状の連結部材14b及びネジ14cによって連結される。
更に、レンズ抑え部材14a5は、柱状の連結部材14dによりLED基板13をヒートシンク部12に接触させながらヒートシンク部12に連結される。より詳細に説明すれば、連結部材14dの一端側(図2によれば左端側)には、ネジ14eによってレンズ抑え部材14a5が止着される。そして、連結部材14dの他端側(図2によれば右端側)には、図示しないネジ部が設けられ、該ネジ部がLED基板13を貫通してヒートシンク部12に螺合されている。
この遮光板14a7は、複数の集光拡散レンズ14aを略囲むとともに外周を後筒部10内周面に近接させた環状の円板であり、柱状の連結部材14a8及びネジ14a9によってレンズ抑え部材14a5に連結されている。
この遮光板14a7によれば、第1のレンズ14から放射された光が、前筒部20と後筒部10との隙間からもれるのを防ぐことができる。
このフード22の後端縁部は、段付き状に縮径され、後筒部10の前端の段付き状に拡径された部分に対し、回転可能となるように若干の遊びを有して嵌め合わせられている。
より詳細に説明すれば、第2のレンズ23の前面は、全体的には略平坦状に形成され、その平坦状の面に、細かな四角錐状の凹部(図9参照)を多数配設してなる凹凸部23aを有する。
また、第2のレンズ23の後端面は、全体的には凹レンズ状に凹んでおり、その凹んだ面に、複数列の波板状の凹凸部23bを有する。この凹凸部23bを形成する各凹部は、一方向に連続する断面凹曲状を呈する。更に、凹凸部23bの表面には、多数の細かな凹凸(図示せず)が設けられている。
この第2のレンズ23によれば、後面(図11によれば上面)側から入射した光は、前後の凹凸部23b,23aを通過することにより拡散して、前面から放射される。その際の拡散度合は、後面の凹凸部23bの連続する方向(図10によれば上下方向)よりも、該方向に直交する方向(図10によれば水平方向)の方が大きくなる。
この第2のレンズ23は、同様の作用効果を得られるものであれば、図示例以外の構成のものと置換することも可能である。
逆に組み立てる際は、後側枠状バネ部材25の下端部を後筒部10下端の溝11aに嵌め合わせ、接続ねじ26を切欠部11bに嵌め合わせて締め付ければ、前筒部20を後筒部10に容易に接続することができる。
カバー28を前筒部20に装着する際には、前記各係合片28aをフード22内周面と結合筒部21外周面との間に確保された隙間に挿入し、前記係合孔28a1を、結合筒部21外周面の図示しない凸部に嵌め合わせればよい。
また、カバー28を前筒部20から外す際には、左右の係合片28a,28aを拡径方向へ弾性的に撓ませて、係合孔28a1を前記凸部から外せばよい。
比較例のLED基板113は、複数の多色発光ダイオード13aの各々を、全て同角度で配置して、他の多色発光ダイオード13aに重ね合わせた場合に同発光色のLEDチップ同士が重なり合う関係となるようにしたものである。
この照射された光は、複数の発光色(赤色、緑色、青色、白色)の混合状態が***することなく、色ムラの少ない照射光となる(図16(a)参照)。
すなわち、本実施の形態の照明装置Aでは、各多色発光ダイオードを、他の多色発光ダイオードに対し同発光色のLEDチップ同士が重なり合う関係とならないように自転させて配置しているため、複数の異なる発光色が重なり合って良好に混合され、色ムラの少ない照射光を得ることができる。
すなわち、比較例の照明装置では、各多色発光ダイオードを、他の多色発光ダイオードに対し同発光色のLEDチップ同士が重なり合う関係となるように配置しているため、同発光色のLEDチップの光が重なり合って強調され、色ムラの多い照射光となる。より詳細に説明すれば、照射光の中心付近では広がりを持った複数の発光色が重なり色ムラが比較的少ないが、周辺に近づくにつれて発光色の重なりが少なくなり色ムラが目立つようになる。
また、例えば、縦長の絵画を照射する場合には、第2のレンズ23の凹凸部23bの連続方向が横方向となるように第2のレンズ23を回転させて、縦方向の拡散度合いが大きい光とすればよい。
例えば、放出した光を壁面に照射するとともに床面側には照射しないようにするためには、光軸を壁面に向けた状態で、フード22を回転調整して、フード22の突出部分が下になるようにすればよい。
スポットライトを構成した照明装置では、上記構成のLED基板13の複数の多色発光ダイオード13a,13b,13c,13dから発せられる光を、集光レンズや反射板等(図示せず)により集光するとともに、その集光された光の近辺にアパーチャー(図示せず)を設ける。前記アパーチャーは、一つあるいは複数の光を通す孔を有する板であり、孔以外の部分で光を遮断するように構成される。そして、この照明装置(スポットライト)は、前記アパーチャーを通した光を、一つ又は複数のレンズに通過させて、照射対象物(平面及び立体を含む)に照射するように構成される。
この照明装置(スポットライト)によれば、複数の異なる発光色が良好に重なり合うため、特定の範囲(スポット)に照射される光を、色ムラの少ない光にすることができる。
10:後筒部 13:LED基板
13a,13b,13c,13d:多色発光ダイオード
14:第1のレンズ 14a:集光拡散レンズ
20:前筒部 21:結合筒部
22:フード 23:第2のレンズ
24:前側枠状バネ部材 A:照明装置
r,g,b,w:LEDチップ
Claims (2)
- それぞれが複数の異なる発光色のLEDチップを具備してなる複数の多色発光ダイオードと、これら複数の多色発光ダイオードによる光を多色発光ダイオード毎に集光して拡散する第1のレンズと、該第1のレンズから発せられる光を拡散する第2のレンズと、該第2のレンズの前方を略筒状に覆うフードとを具備し、
前記第2のレンズを、縦方向と横方向の光の拡散度合が異なるように形成するとともに光軸を中心にして回転するように設け、前記フードを、前端部が斜めカットされた形状に形成するとともに光軸を中心にして回転するように設けたことを特徴とする照明装置。 - 前記多色発光ダイオード及び前記第1のレンズを有する後筒部に、前記第2のレンズ及び前記フードを有する前筒部を接続している照明装置であって、
前記前筒部は、前記後筒部に対し着脱可能に接続された結合筒部と、該結合筒部の周囲に重ね合わせられた前記フードと、前記結合筒部内の前端側に回転可能に設けられた前記第2のレンズと、前記結合筒部内における前記第2のレンズの後側に設けられた枠状バネ部材とを具備してなり、
前記結合筒部の前端には内向きに曲げられて前記第2のレンズに対し前方側から接触する内向き縁部が設けられ、
前記フードの内周面には、全周にわたって連続する環状溝が形成され、
前記枠状バネ部材は、その外周部における一部分と該一部分に対向する他の部分とを、それぞれ前記結合筒部に貫通させて前記環状溝に遊嵌することで、前記結合筒部に係止されて前記第2のレンズをその後方側から弾性的に押圧するとともに、前記フードを回転可能且つ前後方向へ移動不能に保持していることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
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