WO2016039130A1 - 照明器具 - Google Patents

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WO2016039130A1
WO2016039130A1 PCT/JP2015/073857 JP2015073857W WO2016039130A1 WO 2016039130 A1 WO2016039130 A1 WO 2016039130A1 JP 2015073857 W JP2015073857 W JP 2015073857W WO 2016039130 A1 WO2016039130 A1 WO 2016039130A1
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WO
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fresnel lens
light source
planar light
light
type led
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/073857
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴裕 三上
伸之 馬場
慶一郎 木下
Original Assignee
株式会社アイ・ライティング・システム
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/06—Optical design with parabolic curvature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Definitions

  • the present invention relates to a lighting apparatus provided with a plurality of planar light sources.
  • the light distribution of the LED is generally Lambert light distribution (cosine light distribution), and is largely diffused around the optical axis. Therefore, in the structure of patent document 1, there exists a problem that the light distribution characteristic worsens because the light of LED injects not only into the facing Fresnel lens but into another Fresnel lens.
  • the Fresnel lens can be placed close to the LED, so that most of the light from the LED can be incident on the Fresnel lens placed face-to-face. Can be easily received by the Fresnel lens, which can hinder high output of the lighting fixture.
  • This invention is made
  • the present invention provides a lighting fixture including a plurality of planar light sources and a Fresnel lens provided for each of the planar light sources, the planar light source, and a pair of the Fresnel lenses.
  • a lighting fixture including a plurality of planar light sources and a Fresnel lens provided for each of the planar light sources, the planar light source, and a pair of the Fresnel lenses.
  • Each includes a reflecting mirror that reflects light of the planar light source to a Fresnel lens paired with the planar light source.
  • the planar light source and the center of the Fresnel lens are disposed on the optical axis of the reflecting mirror, and the planar light source is disposed at a position corresponding to the optical axis. It is characterized by comprising a light emitting element.
  • the present invention is characterized in that a gap is provided between the Fresnel lens and the reflecting mirror in the lighting fixture.
  • the length of the reflecting mirror is set to such a length that direct light from the planar light source does not enter the central portion of the Fresnel lens adjacent to the Fresnel lens corresponding to the planar light source.
  • the gap is provided while being suppressed.
  • each of the planar light sources is disposed at a position shifted in the optical axis direction from the focal point of the corresponding Fresnel lens.
  • the present invention is characterized in that, in the above-mentioned lighting apparatus, a plurality of the Fresnel lenses are formed on a single lens plate.
  • this invention is the said lighting fixture WHEREIN:
  • planar light sources are the planar light source arrange
  • the Fresnel lens corresponding to the planar light source is formed in an n-corner shape.
  • this invention protects the said thermal radiation part in the said lighting fixture, the housing
  • the planar light source is a COB type LED, and the output of the lighting device is 0.7 to 1.0 W / cm 2 with respect to the pressure receiving area of the lighting device. It is characterized by being.
  • the output of the lighting fixture can be increased as compared with a normal point light source.
  • the light from the planar light source is reflected by the reflecting mirror to the Fresnel lens paired with the planar light source regardless of the distance to the Fresnel lens, and is incident on another Fresnel lens.
  • the light is suppressed, and the light distribution characteristic of the lighting fixture is maintained at a desired characteristic based on the optical design of the Fresnel lens.
  • the Fresnel lens can be arranged away from the planar light source, the Fresnel lens can be hardly affected by the heat generated by the planar light source.
  • FIG. 1 is a front view of the sports lighting apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a side view of the sports lighting apparatus.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the sports lighting apparatus obliquely from above.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the sports lighting apparatus obliquely from above by shifting the optical member of the front cover forward.
  • FIG. 5 is a diagram showing the internal structure of the instrument body (cross section VV in FIG. 1).
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the optical member from the front side together with the reflecting mirror and the COB type LED.
  • 7A and 7B are diagrams for explaining light distribution control of the sports lighting apparatus.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating light distribution by the COB type LED, the reflector, and the Fresnel lens in FIG.
  • FIG. 5 It is the figure which showed the luminous intensity distribution from a center Fresnel lens.
  • 8A and 8B are diagrams for explaining the positional relationship between the Fresnel lens and the COB type LED.
  • FIGS. 8A and 8B show a reference example, and FIG. 8C shows this configuration.
  • 9A and 9B are diagrams showing the rear guard member, FIG. 9A is a view from above, and FIG. 9B is a view from below.
  • FIG. 10 is a view of the heat-dissipating part of each light source module as viewed from the back side together with the peripheral configuration.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating light distribution by a COB type LED, a reflecting mirror, and a Fresnel lens according to a modification.
  • FIG. 12 is a view showing a modified example of the Fresnel lens.
  • FIG. 12A shows the basic size of the Fresnel lens
  • FIG. 12B shows the Fresnel lens of FIG.
  • FIG. 12C is a diagram showing an optical member in which three Fresnel lenses of FIG. 12A are arranged on the left and right.
  • FIG. 1 is a front view of a sports lighting device 1 according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a side view of the sports lighting device 1
  • FIG. 3 is a perspective view of the sports lighting device 1 viewed from obliquely above.
  • This sports lighting device 1 is a lighting device that illuminates an outdoor ball game field or an outdoor stadium from the audience seat side, and is also referred to as a projector.
  • the sports lighting device 1 is roughly divided into a device body 2, a mounting arm portion 3, and a back guard member 4.
  • the instrument body 2 includes a bottomed cylindrical casing 10 whose front surface is open, a plurality (six in this configuration) of light source modules 12 (FIG. 5 described later) provided in the casing 10, And a front cover 14 covering the front surface.
  • Each light source module 12 includes a COB type LED 51 that is an example of a planar light source, and light from each COB type LED 51 is irradiated forward through the front cover 14.
  • the light outputs of the plurality of light source modules 12 are designed such that the total brightness thereof is equal to or higher than that required by sports performed in a ball game field or a stadium to be illuminated.
  • this sports lighting apparatus 1 can be used not only for a ball game field and a stadium but also for lighting of other outdoor sports facilities.
  • the mounting arm part 3 is an attachment member for fixing the sports lighting apparatus 1 to the installation surface, and has a function of rotatably supporting the apparatus body 2.
  • the attachment arm portion 3 includes a U-shaped support frame 16 that is attached so as to sandwich the housing 10, and a fixing plate 17 is provided on the support frame 16. By fixing the fixing plate 17 to the installation surface with bolts, the sports lighting apparatus 1 is fixed to the installation surface.
  • the back guard member 4 is a member that is attached to the housing 10 and covers and protects the rear portion (a heat radiating portion 55 described later) of the light source module 12 exposed behind the housing 10.
  • the back guard member 4 is formed in a bowl shape by bending a metal plate 4A having a large number of through holes into a polygonal shape, and ensures sufficient air permeability in combination with rigidity capable of withstanding a collision with a ball or the like. .
  • the internal light source module 12 and the like can be air-cooled.
  • the uppermost panel portion 4B constituting the uppermost portion of the back guard member 4 has a plurality of through holes formed in multiple rows (two rows) and at a short pitch, so that the opening area can be reduced. It is secured wider than the part. For this reason, the back guard member 4 does not interfere with the flow of the rising airflow generated by the heat generation of the light source module 12, and can be efficiently radiated.
  • the back guard member 4 may be configured by assembling a large number of elongate guide bars in a lattice shape or a radial shape.
  • a grip portion 5 that is gripped when the irradiation direction of the tool body 2 is adjusted is provided on the upper part of the tool body 2.
  • the front cover 14 includes a disk-shaped optical member 21 (lens plate) that covers the front opening 10 ⁇ / b> A (FIG. 4) that forms the exit of the housing 10, and a front frame 22 that supports the outer peripheral edge of the optical member 21. I have.
  • the front cover 14 is fixed to the casing 10 by bolting the front frame 22 to the casing 10.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the sports lighting apparatus 1 obliquely from above by shifting the optical member 21 forward.
  • the casing 10 is formed of a bottomed cylindrical aluminum die-cast part having a shallow depth with respect to the diameter.
  • the left and right sides of the casing 10 are provided with coupling pieces 30 projecting left and right, and the end portions 16A of the support frame 16 are rotatably coupled to the coupling pieces 30 so that the casing 10 is rotatable up and down. It is supported by the support frame 16.
  • the support frame 16 is provided with a stopper mechanism 32 that prevents the coupling piece 30 from rotating, and the housing 10 is held at a predetermined angle with respect to the support frame 16 by the stopper mechanism 32.
  • the coupling piece 30 is provided with a scale 34 indicating a rotation angle around the rotation axis of the support frame 16, and the operator accurately adjusts the angle of the support frame 16 and the housing 10 with the scale 34 at the time of installation. be able to.
  • a connection box 36 (see FIG. 2) is provided at the lower portion of the housing 10.
  • a power supply line (not shown) for supplying lighting power to each light source module 12 is connected to the connection box 36, and the lighting power is supplied to each light source module 12 through the connection box 36.
  • a single reflecting mirror 40A is disposed at the center of the housing 10, and a plurality of (five) reflecting mirrors 40B, 40C, 40D, 40E and 40F are arranged.
  • the reflecting mirrors 40A to 40F are referred to as reflecting mirrors 40 when it is not necessary to distinguish them.
  • one of these reflecting mirrors 40 is provided for each light source module 12 and functions as a light reflecting member that reflects light from each light source module 12 toward a Fresnel lens 61 described later. When viewed from the front surface of the housing 10, the position of the reflecting mirror 40 coincides with the light source position of each light source module 12.
  • one light source module 12 is arranged at the center of the cylindrical housing 10, and a plurality (5) are arranged around the light source module 12 at equal angular intervals with the center of the housing 10 as a reference. ) Light source modules 12 are arranged.
  • FIG. 5 is a view showing the internal structure of the instrument body 2 and corresponds to the VV cross-sectional view of FIG.
  • the light source module 12 is a module including the COB type LED 51 as a light source, and includes the COB type LED 51, the base plate 53 to which the COB type LED 51 is attached, and the heat radiating unit 55.
  • the COB-type LED 51 is a chip-on-board (Chip On Board) in which a large number of LEDs are densely arranged on an LED substrate 51A to form a planar light emitting surface 51B that emits planar light having a substantially circular shape (which may be a square).
  • the COB type LED 51 is an LED light source with a large light quantity and high luminance because a large number of LED (Light Emitting Diode) elements, which are light emitting elements, are densely arranged.
  • This COB type LED 51 is a white LED.
  • the COB type LED 51 includes a large number of LED elements and a phosphor resin that covers and seals the LED elements, and the phosphor resin fluoresces by the light of the LED elements. Are mixed to emit white light.
  • the COB-type LED 51 is a blue LED whose LED element emits blue light, and the phosphor resin contains a yellow phosphor that receives blue light and emits yellow fluorescence.
  • the base plate 53 is a board attachment member to which the COB type LED 51 is directly attached, and is a high thermal conductive material.
  • a COB type LED 51 is attached to the front surface of the base plate 53.
  • the COB type LED 51 has an optical axis L in a direction perpendicular to the planar light emitting portion, and is attached to the base plate 53 in such a posture that the optical axis L is directed to the front surface of the instrument body 2.
  • the COB type LEDs 51 of each light source module 12 are arranged side by side on the same plane perpendicular to the optical axis L of the reflecting mirror 40, and the COB type LED 51 arranged in the center and the COB type LEDs 51 arranged around the center. The distance is kept the same.
  • the COB type LEDs 51 arranged around are arranged at equiangular intervals, the distance between the COB type LEDs 51 is also kept at the same distance. For this reason, the plurality of COB-type LEDs 51 are arranged at substantially equal intervals in the housing 10 of the instrument main body 2, and it is possible to suppress the bias of the light amount due to the variation in arrangement.
  • the heat dissipating unit 55 includes heat dissipating fins 56 disposed on the outside of the housing 10 and heat pipes 57 that transmit heat of the base plate 53 to the heat dissipating fins 56.
  • the heat radiation fins 56 extend outward from the housing 10 by a length corresponding to the necessary heat radiation performance, and the heat of the COB type LED 51 transmitted to the base plate 53 is transferred to the heat radiation fins 56 by the heat pipe 57. Can communicate efficiently.
  • FIG. 6 is a view schematically showing the optical member 21 together with the reflecting mirror 40 and the COB type LED 51 from the front side.
  • the optical member 21 is a single lens plate in which Fresnel lenses 61A, 61B, 61C, 61D, 61E, and 61F are formed for each light source module 12.
  • the optical member 21 is disposed around the central Fresnel lens 61A and the central Fresnel lens 61A.
  • a plurality of (five) Fresnel lenses 61B to 61F provided at equal angular intervals are provided. Note that the Fresnel lenses 61A to 61F are referred to as Fresnel lenses 61 when it is not necessary to distinguish them.
  • each Fresnel lens 61 corresponds one-to-one, and each Fresnel lens 61 is a reflecting mirror 40 provided between the COB type LED 51 corresponding to the Fresnel lens 61. Is formed in a lens (see FIG. 1) that is concentrically divided and reduced in thickness around the optical axis L (FIG. 5), and the distance between each Fresnel lens 61 and each COB type LED 51 is at least COB. The distance is set so that the Fresnel lens 61 is not affected by the heat generated by the LED 51.
  • the light distribution characteristic of the Fresnel lens 61 is set to a characteristic having a predetermined divergence angle such as a narrow angle, a medium angle, and a wide angle with respect to the optical axis L.
  • a lens that obtains the light distribution characteristic is the Fresnel lens 61.
  • the optical member 21 can be reduced in thickness and weight.
  • each of the reflecting mirrors 40 is provided between the COB type LED 51 and the Fresnel lens 61 that correspond one-to-one, and the light of each COB type LED 51 is converted into the corresponding Fresnel lens. It functions as a light reflecting member incident on 61.
  • Each reflecting mirror 40 has a rotating body shape such as a rotating paraboloid or a spheroid, and a reflecting surface 41 having a rotating paraboloid shape is formed on the inner surface thereof.
  • Each reflecting mirror 40 is configured by using a resin material as a base material and coating the surface with a reflecting material, and is reduced in weight as compared with the case of forming from a metal material.
  • the reflecting surface 41 of each reflecting mirror 40 is mirror-finished, and can efficiently reflect light incident from the COB type LED 51 disposed on the back side of the reflecting mirror 40 toward the front (optical member side). .
  • the reflecting surface 41 of each reflecting mirror 40 has the center axis of the paraboloid of revolution set as the optical axis L, and reflects the light incident from the COB type LED 51 toward the Fresnel lens 61 in a direction substantially parallel to the optical axis L.
  • the center of the light emitting surface 51 of the COB type LED 51 that is circular in plan view and the center of the Fresnel lens 61 are disposed on the optical axis L of the reflecting mirror 40. Further, on the light emitting surface 51 of the COB type LED 51, light emitting elements are arranged at positions corresponding to the optical axis L, and a large number of light emitting elements are also arranged around the optical axis L.
  • the light emitting surface 51 has a size within a range in which the deviation of the light distribution characteristic can be allowed even when the reflecting mirror 40 and the Fresnel lens 61 are designed with the center regarded as the light emitting point. .
  • the center of the light emitting surface 51 of the COB type LED 51 can be considered as a light emitting point, and can be designed. Optical design with desired light distribution characteristics is facilitated.
  • the light emitting surface 51 since the light emitting element is also present around the optical axis L, an effect of causing blur in the irradiation field is obtained, and this also reduces glare and color unevenness described in detail later. Is planned.
  • Each reflecting mirror 40 is fixed to a base plate 53 (FIG. 5) to which the corresponding COB type LED 51 is attached via a reflecting mirror fixture (not shown), surround the periphery except for the front of the COB type LED 51, and from the COB type LED 51. Also extends forward.
  • Each reflector 40 has the same shape, and as shown in FIG. 6, the central Fresnel lens 61A is formed in a polygonal (pentagonal) lens shape in which the outer peripheral edge of the central reflector 40A is substantially inscribed.
  • the surrounding Fresnel lenses 61B to 61F are formed in a substantially fan-shaped lens shape in which the outer peripheral edges of the surrounding reflecting mirrors 40B to 40F are substantially inscribed.
  • each of the Fresnel lenses 61A to 61F is formed in a shape in which the outer peripheral edges of the reflecting mirrors 40A to 40F that reflect the light of the corresponding COB type LED 51 are substantially inscribed, in other words, each of the reflecting mirrors 40A to 40F is formed of each Fresnel lens 61A. It is formed in an outer shape substantially inscribed in 61F. Therefore, the light reflected by the reflecting mirrors 40A to 40F can be efficiently incident on the Fresnel lenses 61A to 61F located in front of the reflecting mirrors 40A to 40F.
  • each Fresnel lens 61 is formed in a refractive lens portion 61K (hereinafter referred to as a refractive portion) in the vicinity of the center through which the optical axis L of the corresponding COB LED 51 passes, and is located outside the center.
  • a refractive lens portion 61K hereinafter referred to as a refractive portion
  • a reflective lens portion 61H hereinafter referred to as a reflective portion
  • the light at the outer peripheral portion that cannot be directed in the horizontal direction because the refraction angle is too large with only the refracting portion 61K can enter the reflecting portion 61H, bend using the total reflection by the prism, and be directed in the horizontal direction. It becomes easy to set the light distribution angle appropriately.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining light distribution control of the sports lighting apparatus 1, and FIG. 7A is a diagram showing light distribution by the COB type LED 51, the reflecting mirror 40, and the Fresnel lens 61 of FIG. (B) is a diagram showing the luminous intensity distribution from the central Fresnel lens 61A.
  • the direct light L1 in the range of the prospective angle ⁇ A (60 degrees in this configuration) centered on the optical axis L from the COB type LED 51 is the Fresnel lens 61A corresponding to this COB type LED 51. And travels substantially parallel to the optical axis L by the Fresnel lens 61A.
  • the indirect light L2 emitted from the COB type LED 51 and reflected by the reflecting mirror 40A enters the Fresnel lens 61A and is emitted toward the front of the Fresnel lens 61A.
  • the direct light L1 of the COB type LED 51 corresponding to each of the Fresnel lenses 61B to 61F is incident on the other Fresnel lenses 61B to 61F as well as the Fresnel lens 61A.
  • the lenses 61B to 61F travel substantially parallel to the optical axis L, and the indirect light L2 reflected by the reflecting mirrors 40B to 40F is incident and emitted forward from the Fresnel lenses 61B to 61F.
  • the indirect light L2 reflected by the reflective mirror 40 is also incident on each Fresnel lens 61, and therefore the reflective mirror 40 is not provided.
  • the light incident on each Fresnel lens 61 from the corresponding COB type LED 51 can be increased.
  • light incident on the Fresnel lens 61 that is not paired with the COB LED 51 from each COB type LED 51 can be suppressed. Therefore, the light distribution characteristics according to the optical design of the Fresnel lens 61 and the distribution of the sports lighting apparatus 1 can be reduced. Deviation from optical characteristics can be suppressed.
  • each reflecting mirror 40 enters a reflecting portion 61H formed on the outer peripheral portion of each Fresnel lens 61, as shown in FIG. For this reason, the light is emitted as a light component having a spread with respect to the direction of the optical axis L through one or more reflections and / or refractions at each reflection portion 61H. Thereby, the irradiation light of each reflecting mirror 40 is separated in the irradiation field, and a dark portion (low illuminance portion) is prevented from being generated between the irradiation portions of each reflecting mirror 40, and glare in the irradiation field is reduced.
  • the light source module 12 is configured as follows. That is, as shown in FIG. 7A, between each Fresnel lens 61 and each reflecting mirror 40, a part of the direct light from the COB type LED 51, that is, a region indicated by hatching in FIG. A gap SA for leaking direct light L3 exceeding the expected angle ⁇ A is provided. The direct light L3 leaking from the gap SA enters the adjacent Fresnel lens 61. The direct light L3 is refracted by the adjacent Fresnel lens 61 and is emitted with an angle with respect to the optical axis L of the emitted light.
  • FIG. 7A shows that direct light L3 from the two COB type LEDs 51 corresponding to the Fresnel lenses 61B and 61E is incident on the central Fresnel lens 61A.
  • the gap SA is a gap where the direct light of the adjacent COB type LED 51 (L4 in FIG. 7A) does not enter the center part (refractive part 61K) of the Fresnel lens 61. Is formed.
  • the gap SA is long enough to prevent the direct light L3 of the COB type LED 51 from entering the central part (refractive part 61K) of the Fresnel lens 61 adjacent to the Fresnel lens 61 corresponding to the COB type LED 51. It is formed by suppressing the length of. For this reason, the direct light L3 leaked from the adjacent COB-type LED 51 is incident on a location (reflecting portion 61H) off the center of the Fresnel lens 61, and is reflected or refracted once or a plurality of times by the reflecting portion 61H. Then, the light component having a spread around the main light flux of the emitted light can be emitted efficiently, and the diffusion component in FIG.
  • the Fresnel lens 61B will be described as an example.
  • the light L3 enters the reflecting portion 61H of the Fresnel lens 61B.
  • the Fresnel lens 61 of this configuration is a lens obtained by concentrating a plano-convex lens in a concentric manner, one surface is formed on a saw-like uneven surface 61X, and a surface opposite to the uneven surface 61X is a flat surface 61Y. Is formed.
  • this type of plano-convex type Fresnel lens is used to convert light from a light source into parallel light, the Fresnel lens is arranged with the uneven surface facing the opposite side of the light source.
  • the uneven surface 61X of the Fresnel lens 61 is arranged toward the COB type LED 51 constituting the light source.
  • each of the COB type LEDs 51 is arranged at a position shifted in the optical axis L direction from the focal point F ′ (FIG. 8C described later) of the corresponding Fresnel lens 61. The reason will be described below.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the positional relationship between the Fresnel lens 61 and the COB type LED 51.
  • FIGS. 8A and 8B show a reference example, and FIG. 8C shows this configuration.
  • FIG. 8A shows a case where the uneven surface 61X of the Fresnel lens 61 is arranged facing the opposite side of the COB type LED 51 constituting the light source, and the COB type LED 51 is arranged at the focal point F of the Fresnel lens. .
  • the focal point F is a focal point that exists on the flat surface 61Y side of the Fresnel lens 61, and corresponds to a point that intersects the optical axis L when light parallel to the optical axis L is incident on the concavo-convex surface 61X of the Fresnel lens 61.
  • reference numeral LF indicates the focal length to the focal point F of the Fresnel lens 61.
  • the COB type LED 51 is configured by sealing a blue LED with a yellow phosphor resin as described above.
  • the light emitted from the light emitting surface of the blue LED passes through the yellow phosphor, so that the yellow fluorescent color becomes too strong and white light cannot be obtained even when mixed with blue. It becomes yellow light.
  • the irradiated light contains yellow light in addition to white light, and color unevenness occurs due to yellowish spots (so-called yellow ring) on the irradiated surface irradiated with the irradiated light.
  • FIG. 8B shows a case where the COB type LED 51 is shifted from the focal point F in the optical axis L direction with respect to FIG.
  • the edge of the beam cross section of the emitted light from the Fresnel lens 61 can be blurred.
  • the edge is also blurred by the diffusion of the direct light L3 by the Fresnel lens 61, so that the color unevenness can be more reliably suppressed.
  • the COB type LED 51 cannot be greatly separated from the focal point F in order to emit light parallel to the optical axis L to some extent, when the focal length LF of the Fresnel lens 61 is long, the COB type LED 51 and the Fresnel lens 61 The distance LX becomes longer, and the sports lighting apparatus 1 becomes larger.
  • the point that intersects L is closer to the Fresnel lens 61 side than the focal point F is.
  • symbol LF ′ indicates the focal length to the focal point F ′ of the Fresnel lens 61.
  • the focal length LF ′ is substantially half of the focal length LF.
  • the inventors turned the uneven surface 61X of the Fresnel lens 61 toward the COB type LED 51, and shifted the COB type LED 51 from the focal point F ′ in the optical axis L direction.
  • the influence of color unevenness such as a yellow ring is suppressed, and the distance LX between the COB type LED 51 and the Fresnel lens 61 is shortened, thereby reducing the size of the sports lighting apparatus 1.
  • the sports lighting apparatus 1 of the present embodiment includes a plurality of COB-type LEDs 51 as a light source, a high-output apparatus can be obtained as compared with a case where a normal LED is used as a light source.
  • a surface mount device (SMD) LED package is adopted, the amount of light per package is small, a large amount of packages are required, and the density of each LED element is physically widened. This leads to an increase in size.
  • SMD surface mount device
  • the size, weight reduction, and fixture pressure receiving area (the area that receives the wind pressure of the lighting fixture, and the front surface that constitutes the light exit port) (Corresponding to the area of the opening 10A).
  • the inventors have realized a high-power projector equivalent to 2 kW of HID (High Intensity Discharge lamp) with this sports lighting fixture 1.
  • the dimensions of the sports lighting apparatus 1 in this case are as follows.
  • the sports lighting apparatus 1 has a width (indicated by reference numeral LA in FIG. 1) of 557 mm, a depth (indicated by reference numeral LB in FIG. 2) of 460 mm, a height (indicated by reference numeral LC in FIG. 2) of 557 mm, and the diameter of the front cover 14. (Indicated by the symbol LD in FIG. 2) is 461 mm.
  • the sports lighting apparatus 1 has a power consumption of 1240 W, an apparatus luminous flux of 135000 lm, and a pressure receiving area that is an area of the front opening 10A is 0.17 m 2 .
  • it is preferable that the output of the COB-type LED 51 is 0.7 to 1.0 W / cm 2 with respect to the pressure receiving area from the viewpoints of downsizing, weight reduction, and reduction of the pressure receiving area. It was good.
  • each light of the COB type LED 51 is reflected by the reflecting mirror 40 to the Fresnel lens 61 paired with the COB type LED 51 regardless of the distance to the Fresnel lens 61.
  • Light incident on the Fresnel lens 61 is suppressed.
  • the light distribution characteristic of the sports lighting apparatus 1 is maintained at a desired characteristic based on the optical design of the Fresnel lens 61.
  • the Fresnel lens 61 can be arranged away from the COB type LED 51, the Fresnel lens 61 can be hardly affected by the heat generated by the COB type LED 51.
  • the center of the circular light emitting surface 51 of the COB type LED 51 and the center of the Fresnel lens 61 are arranged on the optical axis L of the reflecting mirror 40, and the light emission of the COB type LED 51.
  • light emitting elements are arranged at positions corresponding to the optical axis L.
  • the light L3 directly leaks and enters the Fresnel lens 61 adjacent to the reflecting mirror 40 from the gap SA.
  • the direct light L3 is refracted by the Fresnel lens 61 and is emitted with an angle with respect to the optical axis L of the emitted light. For this reason, the light which spreads around the main light beam of the emitted light can be irradiated.
  • the length of the reflecting mirror 40 is such that the direct light of the COB type LED 51 does not enter the central part (refractive part 61K) of the Fresnel lens 61 adjacent to the Fresnel lens 61 corresponding to the COB type LED 51. Since the gap SA is provided while suppressing the length, the leaked direct light L3 is incident on the part (reflecting part 61H) off the central part of the Fresnel lens 61 and has a spread with respect to the main light flux of the emitted light. Is efficiently increased. Moreover, since the gap SA is provided while suppressing the length of the reflecting mirror 40, the sports lighting apparatus 1 can be easily downsized.
  • each of the COB type LEDs 51 is disposed at a position shifted in the optical axis L direction from the focal point F ′ of the corresponding Fresnel lens 61, so When the edge is blurred and the COB type LED 51 has color unevenness such as a yellow ring, this can be effectively suppressed.
  • the Fresnel lenses 61A, 61B, 61C, 61D, 61E, and 61F for each light source module 12 are formed on one lens plate, it is easy to make compact and easy to attach and detach. .
  • the Fresnel lenses 61A, 61B, 61C, 61D, 61E and 61F are integrally formed. Further, the Fresnel lenses 61A, 61B, 61C, 61D, 61E, and 61F may be separately molded and bonded together to form a single lens plate.
  • the joining work can be omitted and the variation in the positions of the Fresnel lenses 61A, 61B, 61C, 61D, 61E and 61F can be easily suppressed.
  • the heat from the heat radiating portion 55 of the light source module 12 is efficiently concentrated from the upper part of the appliance due to the rising airflow of heat. Heat can be exhausted and efficient heat convection can be realized. Thereby, it becomes advantageous to size reduction and weight reduction of the sports lighting fixture 1, and since heat dissipation efficiency improves, it becomes possible to reduce wattage and it is advantageous for energy saving.
  • this sports lighting fixture 1 comprises the following structures from a viewpoint of heat dissipation improvement.
  • 9A and 9B are diagrams showing the rear guard member 4, in which FIG. 9A is a view from above and FIG. 9B is a view from below.
  • FIG. 10 is a view of the heat exhausting portion 55 of each light source module 12 as viewed from the back side together with the peripheral configuration.
  • the back guard member 4 is provided on the upper panel portion 4C including the uppermost panel portion 4B (except for the left and right panel portions 4D) in the same manner as the uppermost panel portion 4B.
  • a large number of through holes having a relatively large opening area indicated by reference numeral 7A in FIG.
  • the back guard member 4 has through-holes (see FIG. 4) that have a relatively small opening area in all of the left and right panel portions 4D and the lower panel portion 4E. 9 (B), indicated by reference numeral 7B) is formed over almost the entire surface.
  • the air permeability of the entire periphery of the back guard member 4 is ensured, and the opening ratio per unit area of the upper panel portions 4B and 4C is larger than that of the side and lower panel portions 4D and 4E. It is formed. Therefore, the upper surface area of the rear guard member 4 is ensured to be wider than the side and lower opening areas.
  • the outside air around the back guard member 4 is passed through the side and lower panel portions 4D and 4E to exchange heat with the heat radiating portion 55.
  • a flow (indicated by an arrow in FIG. 10) that efficiently exhausts heat can be generated without hindering the upward air flow of exhausting from the panel portions 4B and 4C.
  • the through holes 7A and 7B are formed in an elongated shape extending over the width of each panel portion 4A to 4E (the length along the circumferential direction of the back guard member 4), and the lengths in the short side direction are 10 is formed to a length that efficiently generates the flow indicated by the arrow in FIG.
  • the flow can be efficiently generated by setting the lengths of the short sides of the through holes 7A and 7B to 10 mm for the through hole 7A and 6 mm for the through hole 7B.
  • the length in the short side direction of the elongated shape is not limited to the above value, and the length of the through hole 7A may be within the front-rear range based on 1.5 times the through hole 7B.
  • the back guard member 4 has only to have an upper opening area wider than a lower opening area. Accordingly, the side panel portion 4D is not limited to the through hole 7B having a relatively small opening area, and the size of the through hole may be changed according to the installation situation.
  • the radiation fin 56 which the heat exhausting part 55 of each light source module 12 has is formed in the vertical fin extended in an up-down direction.
  • the heat radiating fins 56 can efficiently exchange heat with the outside air without disturbing the flow of the rising air flow generated around the heat radiating portion 55.
  • the plurality of heat dissipating portions 55 arranged around the center of the housing 10 are arranged at equal angular intervals and are shifted from each other in the horizontal direction without being aligned in the vertical direction. Is done. Thereby, the hot air (indicated by an arrow in FIG. 10) that has been warmed and raised by the lower heat radiating portion 55 is not easily blocked by the other heat radiating portion 55 located above. Also by this, it is possible to efficiently exhaust heat without disturbing the rising airflow.
  • the case where the uneven surface 61X of the Fresnel lens 61 is directed to the COB type LED 51 side and the COB type LED 51 is arranged at a position shifted from the focal point F ′ in the optical axis L direction has been described. Not limited to this.
  • the focal length LF (FIG. 8A) to the focal point F existing on the flat surface 61Y side of the Fresnel lens 61 is relatively short, the same arrangement as in FIG.
  • the plane 61Y may be directed toward the COB type LED 51, and the COB type LED 51 may be disposed at a position shifted from the focal point F in the optical axis L direction.
  • FIG. 11 parts that are substantially the same as those described above are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the following effects are provided in the arrangement in which the uneven surface 61 ⁇ / b> X of the Fresnel lens 61 is directed to the side opposite to the COB type LED 51 as in the above embodiment. That is, since each COB type LED 51 is provided with the reflecting mirror 40 that makes the light of the COB type LED 51 incident on the Fresnel lens 61, it is possible to suppress deterioration of the light distribution characteristics. Further, the direct light L3 leaking to the adjacent Fresnel lens 61 is incident by the gap SA between the Fresnel lens 61 and the reflecting mirror 40, and the direct light L3 is refracted by the Fresnel lens 61 and is incident on the optical axis L of the outgoing light.
  • the COB type LED 51 is illustrated as an example of the LED.
  • the present invention is not limited to this, and any LED can be used.
  • a light emitting element arbitrary light emitting elements, such as organic EL other than LED, can be used.
  • six light source modules 12 were used was demonstrated, it is not restricted to this, You may change the number of the light source modules 12 according to the calculated
  • the central Fresnel lens 61A is formed in a pentagonal shape.
  • the number of the surrounding COB type LEDs 51 is six, the number of the surrounding COB type LEDs 51 is increased. What is necessary is just to form in a corresponding polygonal shape.
  • the center Fresnel lens 61A is not limited to a polygonal shape, and may be changed to a circular shape.
  • each Fresnel lens 61 In addition to forming the basic size of each Fresnel lens 61 in a pentagon, the size of the Fresnel lens 61 corresponding to the opening diameter of the reflecting mirror 40 of the light source module 12, the distance of the gap SA, etc. Depending on the incident range of the light and the direct light of the COB type LED 51, the optical conditions such as the distance to the adjacent Fresnel lens 61 can be secured as appropriate.
  • a square or the like may be used as the basic size, and a plurality of shapes arranged in the horizontal direction or a plurality of rows of optical members 21 (lens plates) may be configured.
  • FIG. 12 is a view showing a modification of the Fresnel lens 61.
  • FIG. 12A shows the basic size of the Fresnel lens 61
  • FIG. 12B shows the Fresnel lens 61 of FIG. Arranged optical member 21
  • FIG. 12C shows the optical member 21 in which three Fresnel lenses 61 of FIG.
  • the shape of the Fresnel lens 61 is a square
  • the reflecting mirror 40 which injects the light from the COB type LED 51 into the Fresnel lens 61 is disposed inside each Fresnel lens 61.
  • the positions of the COB type LED 51 corresponding to the Fresnel lens 61 located at the corner (the upper left corner of the paper) and the reflecting mirror 40 are indicated by broken lines. The same applies to the lens 61.
  • FIG. 12C by forming a rectangular optical member 21 in which three square Fresnel lenses 61 are arranged on the left and right sides, a rectangular shape corresponding to the three COB type LEDs 51 provided on the left and right sides is formed.
  • the optical member 21 having a shape can be obtained.
  • the positions of the COB type LED 51 corresponding to the Fresnel lens 61 located at the corner (the corner at the left end of the paper) and the reflecting mirror 40 are indicated by broken lines, and this positional relationship is related to other Fresnel lenses. 61 is the same.
  • the sports lighting fixture 1 was installed and used outdoors was illustrated in embodiment mentioned above, it is not restricted to this. That is, you may use it, fixing the instrument main body 2 of the sports lighting fixture 1 so that it may irradiate directly from a gymnasium or a ceiling surface.
  • the present invention is not limited to sports lighting fixtures, but can of course be applied to other outdoor or indoor lighting fixtures. In particular, it can be suitably used for a lighting fixture that is installed on a ceiling surface or a wall surface of a factory and needs to protect the lighting fixture from a collision of a work vehicle.
  • Sports lighting equipment (lighting equipment) 2 Instrument body 4 Back guard member 10 Housing 10A Front opening (light exit) 12 Light source module 14 Front cover 21 Optical member (lens plate) 40, 40A to 40F Reflective mirror 41 Reflecting surface 51 COB type LED (planar light source) 55 Radiating part 61, 61A to 61F Fresnel lens 61K Refraction part 61H Reflecting part F, F 'Focus L Optical axis L3 Direct light

Landscapes

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Abstract

高出力化を容易にしつつ、所望の配光特性を維持できる照明器具を提供すること。複数のＣＯＢ型ＬＥＤ（５１）と、ＣＯＢ型ＬＥＤ（５１）ごとに設けられたフレネルレンズ（６１）とを備えたスポーツ照明器具（１）において、前記ＣＯＢ型ＬＥＤ（５１）、及び前記フレネルレンズ（６１）の対ごとに、前記ＣＯＢ型ＬＥＤ（５１）の光を当該ＣＯＢ型ＬＥＤ（５１）と対を成すフレネルレンズ（６１）に反射する反射鏡（４０）を備える構成とした。

Description

照明器具
　本発明は、複数の面状光源を備えた照明器具に関する。
　ＬＥＤ等の発光素子の高効率化や高出力化を背景として、高出力型の光源を複数備える照明器具が知られている。この種の照明器具には、光源として複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を備え、各ＬＥＤのそれぞれに対応してフレネルレンズの領域を形成した光学部材を備える構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　この特許文献１では、各ＬＥＤの中心に対して同心円状に屈折型のフレネルレンズをそれぞれ形成することで、各ＬＥＤからフレネルレンズに向けて出射される光を各フレネルレンズで制御している。
特開２０１２－９４４９４号公報
　しかしながら、ＬＥＤの配光は、ランベルト配光（コサイン配光）が一般的であり、光軸の周囲に大きく拡散する。したがって、特許文献１の構成においては、ＬＥＤの光は、対面するフレネルレンズのみならず、他のフレネルレンズにも入射することから配光特性が悪くなる、という問題がある。
　この問題に対し、フレネルレンズをＬＥＤに近接させて配置することで、当該ＬＥＤの大部分の光を、対面配置されたフレネルレンズに入射させることが可能であるものの、そうすると、ＬＥＤの発熱の影響をフレネルレンズが受け易くなり、照明器具の高出力化の妨げにもなる。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高出力化を容易にしつつ、所望の配光特性を維持できる照明器具を提供することを目的とする。
　この明細書には、２０１４年９月１０日に出願された日本国特許出願の特願２０１４－１８３９７１号の全ての内容が含まれる。
　上記目的を達成するために、本発明は、複数の面状光源と、前記面状光源ごとに設けられたフレネルレンズと、を備えた照明器具において、前記面状光源、及び前記フレネルレンズの対ごとに、前記面状光源の光を当該面状光源と対を成すフレネルレンズに反射する反射鏡を備えることを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記面状光源と、前記フレネルレンズの中心とは、前記反射鏡の光軸上に配置され、前記面状光源は、前記光軸に対応する位置に配置された発光素子を備えることを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記フレネルレンズと前記反射鏡の間に隙間を設けたことを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記面状光源に対応するフレネルレンズと隣接したフレネルレンズの中心部に当該面状光源の直射光が入射しない程度の長さに前記反射鏡の長さを抑えて前記隙間を設けたことを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記面状光源のそれぞれを、対応する前記フレネルレンズの焦点から光軸方向にずれた位置に配置したことを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、複数の前記フレネルレンズを１枚のレンズ板に形成したことを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記複数の面状光源は、中央に配置した面状光源と、この面状光源の周囲に配置されたｎ個の面状光源であり、前記中央に配置した面状光源に対応する前記フレネルレンズは、ｎ角形状に形成されていることを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記面状光源と前記反射鏡を内部に備える筐体と、前記面状光源毎に前記筐体の外側に露出する放熱部と、前記放熱部を保護する背面ガード部材とを備え、前記背面ガード部材は、上側の開口面積を下側の開口面積よりも広く確保していることを特徴とする。
　また本発明は、上記照明器具において、前記面状光源は、ＣＯＢ型ＬＥＤであり、前記照明器具の出力は、当該照明器具の受圧面積に対して、０．７～１．０Ｗ／ｃｍ２であることを特徴とする。
　本発明によれば、光源として面状光源を備えることから、通常の点光源に比べて照明器具の高出力化が図られる。
　これに加え、面状光源の光は、フレネルレンズとの間の距離にかかわらず、反射鏡により、当該面状光源と対を成すフレネルレンズに反射されることから、他のフレネルレンズへ入射する光が抑えられることとなり、照明器具の配光特性は、フレネルレンズの光学設計に基づく所望の特性に維持される。
　また、フレネルレンズを面状光源から離して配置できるため、フレネルレンズが面状光源の発熱の影響を受け難くできる。
図１は、本実施形態に係るスポーツ照明器具の正面図である。 図２は、スポーツ照明器具の側面図である。 図３は、スポーツ照明器具を斜め上方から示した斜視図である。 図４は、前面カバーの光学部材を前方にずらしてスポーツ照明器具を斜め上方から示した斜視図である。 図５は、器具本体の内部構造（図１のＶ－Ｖ断面）を示す図である。 図６は、光学部材を反射鏡及びＣＯＢ型ＬＥＤと共に前面から模式的に示した図である。 図７は、スポーツ照明器具の配光制御を説明する図であり、図７（Ａ）は図５のＣＯＢ型ＬＥＤ、反射鏡及びフレネルレンズによる配光を示した図、図７（Ｂ）は中央のフレネルレンズからの光度分布を示した図である。 図８は、フレネルレンズとＣＯＢ型ＬＥＤとの位置関係を説明する図であり、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は参考例、図８（Ｃ）は本構成を示す。 図９は、背面ガード部材を示す図であり、図９（Ａ）は上方から見た図、図９（Ｂ）は下方から見た図である。 図１０は、各光源モジュールの排熱部を周辺構成と共に背面側から見た図である。 図１１は、変形例に係るＣＯＢ型ＬＥＤ、反射鏡及びフレネルレンズによる配光を示した図である。 図１２は、フレネルレンズの変形例を示した図であり、図１２（Ａ）はフレネルレンズの基本サイズ、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のフレネルレンズを上下左右に３列並べた光学部材、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）のフレネルレンズを左右に３個並べた光学部材を示した図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　図１は本実施形態に係るスポーツ照明器具１の正面図、図２はスポーツ照明器具１の側面図、図３はスポーツ照明器具１を斜め上方から見た斜視図である。
　このスポーツ照明器具１は、屋外球技場や屋外競技場を観客席側から照明する照明器具であり、投光器とも称する。図１乃至図３に示すように、このスポーツ照明器具１は、大別して、器具本体２と、取付アーム部３と、背面ガード部材４とを備えている。
　器具本体２は、前面が開放する有底筒状の筐体１０と、この筐体１０に設けられる複数（本構成では６個）の光源モジュール１２（後述する図５）と、筐体１０の前面を覆う前面カバー１４とを備えている。光源モジュール１２は、それぞれ面状光源の一例たるＣＯＢ型ＬＥＤ５１を備え、各ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の光が前面カバー１４を介して前方に照射される。
　これら複数の光源モジュール１２の光出力は、それらの合計の明るさが照明対象の球技場や競技場で行われるスポーツによって求められる明るさ以上となるように設計されている。なお、このスポーツ照明器具１は、球技場や競技場に限らず、その他の屋外スポーツ施設等の照明に用いられ得ることは勿論である。
　取付アーム部３は、スポーツ照明器具１を設置面に固定するための取付部材であり、当該器具本体２を回動自在に支持する機能を備える。具体的には、取付アーム部３は、筐体１０を挟むように取り付けられるコ字状の支持フレーム１６を備え、この支持フレーム１６には固定プレート１７が設けられている。この固定プレート１７が設置面にボルト固定されることによって、スポーツ照明器具１が設置面に固定される。
　背面ガード部材４は、筐体１０に取り付けられて当該筐体１０の後方に露出する光源モジュール１２の後部（後述する放熱部５５）等を覆って保護する部材である。この背面ガード部材４は、多数の貫通孔を形成した金属板４Ａを多角形状に折り曲げて籠状に形成され、ボール等の衝突に耐え得る剛性と併せて、十分な通気性を確保している。背面ガード部材４を外気が流通することで、内部の光源モジュール１２等を空冷することができる。
　図３に示すように、この背面ガード部材４の最上部を構成する最上パネル部４Ｂには、多列（２列）、且つ、短いピッチで多数の貫通孔が形成され、開口面積を他の部分よりも広く確保している。このため、光源モジュール１２の発熱により生じる上昇気流の流れを背面ガード部材４が妨げず、効率良く放熱させることができる。なお、金属板４Ａに代えて、細長い多数のガイド棒を格子状や放射線状等に組んで背面ガード部材４を構成してもよい。また、器具本体２の上部には、器具本体２の照射方向を調整する等の際に把持する把持部５が設けられている。
　前面カバー１４は、筐体１０の出射口を構成する前面開口１０Ａ（図４）を覆う円板状の光学部材２１（レンズ板）と、光学部材２１の外周縁を支持する前面枠２２とを備えている。この前面枠２２が筐体１０にボルト固定されることによって前面カバー１４が筐体１０に固定される。
　図４は光学部材２１を前方にずらしてスポーツ照明器具１を斜め上方から示した斜視図である。筐体１０は、径に対して深さが浅い有底円筒状のアルミダイカスト部品で形成される。この筐体１０の左右両側には、左右に張り出す結合片３０が設けられ、これら結合片３０に支持フレーム１６の端部１６Ａが回転自在に結合され、筐体１０が上下に回動自在に支持フレーム１６に支持される。
　また支持フレーム１６には、結合片３０を回動不能にするストッパ機構３２が設けられ、このストッパ機構３２により支持フレーム１６に対して筐体１０が所定角度に保持される。この結合片３０には、支持フレーム１６の回動軸の周囲に回動角度を示す目盛り３４が付され、作業者は、設置時に支持フレーム１６と筐体１０の角度を目盛り３４により正確に合わせることができる。
　筐体１０の下部には結線ボックス３６（図２参照）が設けられる。この結線ボックス３６には、各光源モジュール１２に点灯電力を供給する電力供給線（図示せず）が接続され、この結線ボックス３６を介して各光源モジュール１２に点灯電力が供給される。
　図４に示すように、筐体１０内の中心には、一つの反射鏡４０Ａが配置され、この反射鏡４０Ａの周りに等角度間隔で複数（５個）の反射鏡４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆが配置される。以下の説明において、反射鏡４０Ａ～４０Ｆを特に区別する必要がない場合は反射鏡４０と表記する。
　これら反射鏡４０は、後段に詳述するが、光源モジュール１２毎に一個ずつ設けられており、各光源モジュール１２からの光を後述するフレネルレンズ６１に向けて反射する光反射部材として機能する。
　筐体１０の前面から見た場合に、反射鏡４０の位置は各光源モジュール１２の光源位置と一致している。つまり、このスポーツ照明器具１では、筒状の筐体１０の中心に一つの光源モジュール１２が配置され、この光源モジュール１２の周りに筐体１０の中心を基準とした等角度間隔で複数（５個）の光源モジュール１２が配置されている。
　図５は器具本体２の内部構造を示す図であり、図１のＶ－Ｖ断面図に相当している。
　光源モジュール１２は、上述のとおり、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１を光源に備えたモジュールであり、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１と、このＣＯＢ型ＬＥＤ５１が取り付けられるベースプレート５３と、放熱部５５とを備えている。
　ＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、多数のＬＥＤをＬＥＤ基板５１Ａの上に密集配置して平面視略円形（四角形も有り得る）の面状光を放射する面状の発光面５１Ｂを形成したチップオンボード（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｂｏａｒｄ：ＣＯＢ）構造の発光デバイスであり、その配光はランベルト配光（コサイン配光）である。
　ＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、多数の発光素子たるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）素子が密集配置されていることから大光量化、及び高輝度化なＬＥＤ光源となる。
　このＣＯＢ型ＬＥＤ５１は白色ＬＥＤである。具体的には、このＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、多数のＬＥＤ素子と、これらＬＥＤ素子を覆って封止する蛍光体樹脂とを備え、蛍光体樹脂がＬＥＤ素子の光により蛍光し、この蛍光とＬＥＤ素子の光を混合して白色光を放射している。このＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、ＬＥＤ素子が青色光を放射する青色ＬＥＤであり、蛍光体樹脂は、青色光を受けて黄色の蛍光を放射する黄色蛍光体を含有したものである。
　ベースプレート５３は、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１が直接的に取り付けられる基板取付部材であり、高熱電導材である。このベースプレート５３の前面にＣＯＢ型ＬＥＤ５１が取り付けられる。ＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、面状の発光部に垂直な方向に光軸Ｌを有しており、この光軸Ｌが器具本体２の前面を指向する姿勢でベースプレート５３に取り付けられている。
　各光源モジュール１２のＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、反射鏡４０の光軸Ｌと垂直な同一平面上に並べて配置されており、中央に配置されるＣＯＢ型ＬＥＤ５１と周囲に配置される各ＣＯＢ型ＬＥＤ５１との距離は同一距離に保たれている。また、周囲に配置される各ＣＯＢ型ＬＥＤ５１は等角度間隔に配置されるため、これらＣＯＢ型ＬＥＤ５１間の距離も同一距離に保たれる。このため、複数のＣＯＢ型ＬＥＤ５１が器具本体２の筐体１０内に略均等間隔で配置され、配置のばらつきに起因する光量の偏りを抑えることができる。
　放熱部５５は、筐体１０の外側に配置される放熱フィン５６と、ベースプレート５３の熱を放熱フィン５６に伝えるヒートパイプ５７とを備えている。この構成により、必要な放熱性能に応じた長さだけ放熱フィン５６を筐体１０から外側に延在させつつ、放熱フィン５６には、ベースプレート５３に伝えられたＣＯＢ型ＬＥＤ５１の熱をヒートパイプ５７によって効率良く伝えることができる。
　次に光学部材２１及び反射鏡４０について詳述する。
　図６は光学部材２１を反射鏡４０及びＣＯＢ型ＬＥＤ５１と共に前面から模式的に示した図である。
　光学部材２１は、光源モジュール１２毎にフレネルレンズ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ、６１Ｆが形成された１枚のレンズ板であり、中央のフレネルレンズ６１Ａと、中央のフレネルレンズ６１Ａの周囲に等角度間隔で設けられた複数（５個）のフレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆとを備えている。なお、フレネルレンズ６１Ａ～６１Ｆを特に区別する必要がない場合はフレネルレンズ６１と表記する。
　各光源モジュール１２のＣＯＢ型ＬＥＤ５１と各フレネルレンズ６１とは、一対一で対応しており、各フレネルレンズ６１は、このフレネルレンズ６１に対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１との間に設けられた反射鏡４０の光軸Ｌ（図５）を中心にして同心円状に分割されて厚みを減らしたレンズ（図１参照）に形成され、また、各フレネルレンズ６１と各ＣＯＢ型ＬＥＤ５１との距離も、少なくともＣＯＢ型ＬＥＤ５１の発熱の影響をフレネルレンズ６１が受けない程度の一定の距離に設定されている。
　フレネルレンズ６１の配光特性は、光軸Ｌに対して例えば挟角、中角、広角等の所定の拡がり角を有した特性に設定されており、係る配光特性を得るレンズをフレネルレンズ６１とすることで、光学部材２１の薄型化、及び軽量化が図られる。
　図５及び図６に示すように、各反射鏡４０は、一対一で対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１とフレネルレンズ６１との間にそれぞれ設けられており、各ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の光を、対応するフレネルレンズ６１に入射する光反射部材として機能する。
　各反射鏡４０は、回転放物体や回転楕円体などの回転体形状であり、その内面に回転放物面形状の反射面４１が形成されている。
　各反射鏡４０は、樹脂材を母材とし、その表面に反射材をコーティングすることで構成されており、金属材から形成する場合に比べて軽量化が図られている。
　各反射鏡４０の反射面４１は、鏡面処理が施され、反射鏡４０の奥側に配置されたＣＯＢ型ＬＥＤ５１から入射する光を前方（光学部材側）に向けて効率良く反射することができる。
　各反射鏡４０の反射面４１は、回転放物面の中心軸が光軸Ｌに設定され、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１から入射した光をフレネルレンズ６１に向けて光軸Ｌと略平行方向に反射する。
　このスポーツ照明器具１では、反射鏡４０の光軸Ｌ上に、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の平面視円形の発光面５１の中心と、フレネルレンズ６１の中心とが配置されている。また、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の発光面５１では、光軸Ｌに対応する位置に発光素子が配置され、また当該光軸Ｌの周囲にも多数の発光素子が配置されている。この発光面５１は、反射鏡４０、及びフレネルレンズ６１の光学設計において、中心を発光点と見做して設計した場合でも、配光特性のズレが許容できる範囲の大きさに成されている。
　これにより、光源が面状光源であっても、反射鏡４０，及びフレネルレンズ６１の光学設計においては、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の発光面５１の中心を発光点として見做して設計することができ、所望の配光特性の光学設計が容易となる。
　また発光面５１にあっては、光軸Ｌの周りにも発光素子が存在することから、照射野にボケを生じさせる作用が得られ、これによっても、後に詳述するグレアや色むらの低減が図られる。
　これら反射鏡４０は、対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１が取り付けられるベースプレート５３（図５）に不図示の反射鏡固定具を介して固定され、そのＣＯＢ型ＬＥＤ５１の前方を除く周囲を囲うとともにＣＯＢ型ＬＥＤ５１よりも前方に延出する。
　また各反射鏡４０は同一形状であり、図６に示すように、中央のフレネルレンズ６１Ａは中央の反射鏡４０Ａの外周縁が略内接する多角形（五角形）のレンズ形状に形成される。また周囲のフレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆは、周囲の反射鏡４０Ｂ～４０Ｆの外周縁が略内接する略扇形のレンズ形状に形成される。
　つまり、各フレネルレンズ６１Ａ～６１Ｆが対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１の光を反射する反射鏡４０Ａ～４０Ｆの外周縁が略内接する形状に形成され、言い換えると、各反射鏡４０Ａ～４０Ｆが各フレネルレンズ６１Ａ～６１Ｆに略内接する外形状に形成される。このため、各反射鏡４０Ａ～４０Ｆで反射された光を、各反射鏡４０Ａ～４０Ｆの前面に位置する各フレネルレンズ６１Ａ～６１Ｆに効率よく入射させることができる。
　また各フレネルレンズ６１は、前掲図５に示すように、対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１の光軸Ｌが通る中心付近が屈折型レンズ部６１Ｋ（以下、屈折部）に形成され、中心から離れた外側領域がリング状のプリズムを施した反射型レンズ部６１Ｈ（以下、反射部）に形成されている。このため、屈折部６１Ｋだけでは屈折角が大きすぎ水平方向に向けられない外周部の光については反射部６１Ｈに入射し、プリズムによる全反射も利用して曲げて水平方向に向けることができ、配光角を適切に設定し易くなる。
　図７はスポーツ照明器具１の配光制御を説明する図であり、図７（Ａ）は図５のＣＯＢ型ＬＥＤ５１、反射鏡４０及びフレネルレンズ６１による配光を示した図であり、図７（Ｂ）は中央のフレネルレンズ６１Ａからの光度分布を示した図である。
　図７（Ａ）に示すように、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの光軸Ｌを中心とする見込み角θＡ（本構成では６０度）の範囲の直接光Ｌ１が、このＣＯＢ型ＬＥＤ５１に対応するフレネルレンズ６１Ａに入射し、フレネルレンズ６１Ａによって光軸Ｌに略平行に進む。さらに、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１から出射して反射鏡４０Ａで反射された間接光Ｌ２はフレネルレンズ６１Ａに入射し、フレネルレンズ６１Ａの前方に向けて出射される。
　なお、図示は省略しているが、他のフレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆについても、上記フレネルレンズ６１Ａと同様に、各フレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆに対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直接光Ｌ１が入射し、各フレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆによって光軸Ｌに対し略平行に進むとともに、反射鏡４０Ｂ～４０Ｆで反射された間接光Ｌ２が入射し、各フレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆから前方に向けて出射される。
　このように各フレネルレンズ６１には、各フレネルレンズ６１に対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直接光Ｌ１に加えて、反射鏡４０で反射された間接光Ｌ２も入射するので、反射鏡４０を設けない場合と比べて、対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１から各フレネルレンズ６１に入射する光を増やすことができる。換言すれば、それぞれＣＯＢ型ＬＥＤ５１から、当該ＣＯＢ型ＬＥＤ５１と対を成していないフレネルレンズ６１へ入射する光が抑えられるから、フレネルレンズ６１の光学設計による配光特性とスポーツ照明器具１の配光特性とのズレが抑えられる。
　また各反射鏡４０で反射された間接光Ｌ２は、図７（Ａ）に示すように、各フレネルレンズ６１の外周部に形成された反射部６１Ｈに入射する。このため、各反射部６１Ｈで一回又は複数回の反射、及び又は屈折を経て、光軸Ｌ方向に対して拡がりを持つ光成分として出射される。これにより、各反射鏡４０の照射光が照射野において分離し、各反射鏡４０の照射箇所の間に暗部（低照度部分）が生じるのが防止され、照射野におけるグレアが低減される。
　また、このスポーツ照明器具１では、グレアの低減効果を更に高めるために、光源モジュール１２が次のように構成されている。
　すなわち、図７（Ａ）に示すように、各フレネルレンズ６１と各反射鏡４０との間には、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの直接光の一部、すなわち図７（Ａ）中、ハッチングで示す領域の見込み角θＡを超える直接光Ｌ３を漏らす隙間ＳＡが設けられる。この隙間ＳＡから漏れた直接光Ｌ３は、隣接するフレネルレンズ６１に入射する。この直接光Ｌ３が、隣接するフレネルレンズ６１によって屈折され、出射光の光軸Ｌに対して角度を持って出射される。
　中央のフレネルレンズ６１Ａを例に説明すると、隣接するフレネルレンズ６１Ｂ～６１Ｆ（図６参照）に対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの直接光Ｌ３（図７（Ａ）中、破線で示す）が中央のフレネルレンズ６１Ａに入射する。なお、図７では、フレネルレンズ６１Ｂ、６１Ｅに対応する２つのＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの直接光Ｌ３が中央のフレネルレンズ６１Ａに入射することを示している。
　このようにして、図７（Ｂ）に例示するように、出射光の主光束の周辺に拡がりを持つ光（図７（Ｂ）中の拡散成分に相当）を出射できる。なお、図７（Ｂ）中の破線は、上記隙間ＳＡを形成しない場合の光度分布を示している。
　また上記隙間ＳＡ（図７（Ａ）参照）は、隣接するＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直接光（図７（Ａ）中、Ｌ４）が、フレネルレンズ６１の中心部（屈折部６１Ｋ）に入射しない隙間に形成されている。
　つまり、上記隙間ＳＡは、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１に対応するフレネルレンズ６１と隣接したフレネルレンズ６１の中心部（屈折部６１Ｋ）に当該ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直射光Ｌ３が入射しない程度の長さに反射鏡４０の長さを抑えることによって形成されている。
　このため、隣接するＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの漏れた直接光Ｌ３がフレネルレンズ６１の中心部を外れた箇所（反射部６１Ｈ）に入射し、反射部６１Ｈで一回又は複数回の反射、及び又は屈折を経て、出射光の主光束の周辺に拡がりを持つ光成分を効率良く出射でき、図７（Ｂ）中の拡散成分を効率的に高めることができる。
　なお、周囲のフレネルレンズ６１の一例として、フレネルレンズ６１Ｂを例に説明すると、このフレネルレンズ６１Ｂに隣接するフレネルレンズ６１Ａ、６１Ｃ、６１Ｆ（図６参照）に対応する３つのＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの直接光Ｌ３がフレネルレンズ６１Ｂの反射部６１Ｈに入射する。
　これによって、フレネルレンズ６１Ｂからも出射光の主光束の周辺に拡がりを持つ光が出射され、前面カバー１４全体の出射面輝度の差が軽減されるため、照射野における上述したグレアを低減させた照明器具とすることが可能となる。また、この各反射鏡４０の照射光が照射野において重なるように、これら反射鏡４０同士の間隔を詰める等の設計をせずともグレアが効果的に抑制される。
　さらに、フレネルレンズ６１の中心部には、隣のＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直射光Ｌ３が入射しないように隙間ＳＡが設けられているため、当該直射光Ｌ３によって各フレネルレンズ６１による配光特性が悪くなることもない。
　ところで、本構成のフレネルレンズ６１は、平凸レンズを同心円状に分割したレンズであるため、一方の面がのこぎり状の凹凸面６１Ｘに形成され、この凹凸面６１Ｘと反対側の面が平面６１Ｙに形成されている。
　一般に、この種の平凸型のフレネルレンズを用いて光源からの光を平行光にする場合、凹凸面を光源の反対側に向けてフレネルレンズを配置する。これに対し、本構成では、前掲図７等に示すように、フレネルレンズ６１の凹凸面６１Ｘを、光源を構成するＣＯＢ型ＬＥＤ５１側に向けて配置している。さらに、本構成では、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１のそれぞれを、対応するフレネルレンズ６１の焦点Ｆ’（後述する図８（Ｃ））から光軸Ｌ方向にずれた位置に配置するようにしている。以下、その理由を説明する。
　図８はフレネルレンズ６１とＣＯＢ型ＬＥＤ５１との位置関係を説明する図であり、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は参考例を示し、図８（Ｃ）は本構成を示す。
　図８（Ａ）はフレネルレンズ６１の凹凸面６１Ｘを、光源を構成するＣＯＢ型ＬＥＤ５１の反対側に向けて配置し、且つ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１をフレネルレンズの焦点Ｆに配置した場合を示している。なお、この焦点Ｆは、フレネルレンズ６１の平面６１Ｙ側に存在する焦点であり、フレネルレンズ６１の凹凸面６１Ｘに光軸Ｌに平行な光が入射したときに光軸Ｌと交わる点に相当している。また、図中、符号ＬＦはフレネルレンズ６１の焦点Ｆまでの焦点距離を示している。
　この配置によれば、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の出射光をフレネルレンズ６１で光軸Ｌに平行な光に精度良く屈折させることができる。しかしながら、この配置では、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１がイエローリング等の色むらを有する場合に、その影響が強く出てしまう。
　更に詳述すると、このＣＯＢ型ＬＥＤ５１は、上述のとおり、青色ＬＥＤを黄色蛍光体樹脂で封止して構成されている。この構成においては、青色ＬＥＤの発光面から出た光が黄色蛍光体を通過したときの経路の違いに応じて、黄色の蛍光色が強くなりすぎて青色との混合でも白色光が得られずに黄色光となる。このため、照射光には白色光の他に黄色光が含まれることとなり、係る照射光が照射された照射面では黄色味を帯びた箇所（いわゆる、イエローリング）が生じることで色むらの発生や、被照射体の発色不良を招くおそれがあることがある。
　図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に対しＣＯＢ型ＬＥＤ５１を焦点Ｆから光軸Ｌ方向にずらした場合を示している。この配置によれば、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１が焦点Ｆからずれた位置に配置されるため、フレネルレンズ６１の出射光の光束断面のエッジをぼかすことができる。このため、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１がイエローリング等の色むらを有する場合に、その影響を効果的に抑えることができる。
　また、上述のとおり、フレネルレンズ６１による直射光Ｌ３の拡散によっても、エッジがぼけることから、より確実に色むらが抑えられる。
　しかしながら、光軸Ｌに平行な光をある程度出射させるにはＣＯＢ型ＬＥＤ５１を焦点Ｆから大きく離すことができないため、フレネルレンズ６１の焦点距離ＬＦが長い場合には、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１とフレネルレンズ６１との離間距離ＬＸが長くなってしまい、スポーツ照明器具１の大型化を招いてしまう。
　一方、図８（Ｃ）に示すように、フレネルレンズ６１の凹凸面６１Ｘ側に存在する焦点Ｆ’、つまり、フレネルレンズ６１の平面６１Ｙに光軸Ｌに平行な光が入射したときに光軸Ｌと交わる点は、上記焦点Ｆと比べて、フレネルレンズ６１側に近づく。図中、符号ＬＦ’はフレネルレンズ６１の焦点Ｆ’までの焦点距離を示しており、本構成のフレネルレンズ６１では、焦点距離ＬＦ’は上記焦点距離ＬＦの略半分となっている。
　このため、発明者等は、図８（Ｃ）に示すように、フレネルレンズ６１の凹凸面６１ＸをＣＯＢ型ＬＥＤ５１側に向け、且つ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１を焦点Ｆ’から光軸Ｌ方向にずれた位置に配置することにより、イエローリング等の色むらの影響を抑えるとともに、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１とフレネルレンズ６１との離間距離ＬＸを短くし、スポーツ照明器具１の小型化を図っている。
　以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
　本実施形態のスポーツ照明器具１は、複数のＣＯＢ型ＬＥＤ５１を光源に備えることから、通常のＬＥＤを光源とした場合に比べ、高出力な器具が得られる。
　例えば、表面実装型（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）のＬＥＤパッケージを採用すると、１パッケージ当たりの光量が少なく、多量のパッケージを必要とし、更にＬＥＤ素子ごとの密度が物理的に広くなるため、器具の大型化につながる。本実施形態では、ＣＯＢパッケージを採用して１素子当たりの密度を高めるので、小型化、軽量化、及び器具受圧面積（当該照明器具の風圧を受ける面積であり、光の出射口を構成する前面開口１０Ａの面積に相当）の低減ができる。
　発明者等は、このスポーツ照明器具１により、ＨＩＤ（Ｈｉｇｈ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｌａｍｐ）２ｋＷ相当の高出力投光器を実現した。この場合のスポーツ照明器具１の寸法等は以下の通りである。
　スポーツ照明器具１の幅（図１に符号ＬＡで示す）は５５７ｍｍ、奥行き（図２に符号ＬＢで示す）は４６０ｍｍ、高さ（図２に符号ＬＣで示す）は５５７ｍｍ、前面カバー１４の直径（図２に符号ＬＤで示す）は４６１ｍｍである。スポーツ照明器具１の消費電力は１２４０Ｗ、器具光束は１３５０００ｌｍ、前面開口１０Ａの面積である受圧面積は、０．１７ｍ２である。ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の出力は、受圧面積に対して０．７２９Ｗ／ｃｍ２（＝１２４０Ｗ／０．１７ｍ２）となった。発明者等が検討したところ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の出力を、受圧面積に対して０．７～１．０Ｗ／ｃｍ２にすることが、小型化、軽量化、及び受圧面積の低減の観点から好ましかった。
　これに加え、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１のそれぞれの光は、フレネルレンズ６１との間の距離にかかわらず、反射鏡４０により、当該ＣＯＢ型ＬＥＤ５１と対を成すフレネルレンズ６１に反射されることから、他のフレネルレンズ６１へ入射する光が抑えられる。これにより、スポーツ照明器具１の配光特性は、フレネルレンズ６１の光学設計に基づく所望の特性に維持される。
　また、フレネルレンズ６１をＣＯＢ型ＬＥＤ５１から離して配置できるため、フレネルレンズ６１がＣＯＢ型ＬＥＤ５１の発熱の影響を受け難くできる。
　また本実施形態によれば、反射鏡４０の光軸Ｌ上に、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の平面視円形の発光面５１の中心と、フレネルレンズ６１の中心とが配置され、なおかつ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の発光面５１では、光軸Ｌに対応する位置に発光素子が配置されている。
　これにより、光源が面状光源であっても、反射鏡４０，及びフレネルレンズ６１の光学設計においては、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の発光面５１の中心を発光点として見做して設計することができ、所望の配光特性の光学設計が容易となる。
　また発光面５１にあっては、光軸Ｌの周りにも発光素子が存在することから、照射野にボケを生じさせる作用が得られ、照射野におけるグレアや色むらの低減が図られる。
　また本実施形態では、フレネルレンズ６１と反射鏡４０の間に隙間ＳＡを設けたため、この隙間ＳＡから直接光Ｌ３が、当該反射鏡４０に隣接するフレネルレンズ６１に漏れて入射する。そして、この直接光Ｌ３がフレネルレンズ６１によって屈折され、出射光の光軸Ｌに対して角度を持って出射される。このため、出射光の主光束の周辺に拡がりを持つ光を照射できる。
　また本実施形態では、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１に対応するフレネルレンズ６１と隣接したフレネルレンズ６１の中心部（屈折部６１Ｋ）に当該ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直射光が入射しない程度の長さに前記反射鏡４０の長さを抑えて前記隙間ＳＡを設けたため、漏れた直接光Ｌ３がフレネルレンズ６１の中心部を外れた箇所（反射部６１Ｈ）に入射し、出射光の主光束に対して拡がりを持つ光成分が効率的に高められる。また、反射鏡４０の長さを抑えて隙間ＳＡを設けるため、スポーツ照明器具１を小型化し易くなる。
　しかも本実施形態では、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１のそれぞれを、対応するフレネルレンズ６１の焦点Ｆ’から光軸Ｌ方向にずれた位置に配置しているため、個々のフレネルレンズ６１の出射光の光束断面のエッジがぼけ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１がイエローリング等の色むらを有する場合に、これを効果的に抑えることができる。
　また本実施形態では、光源モジュール１２毎のフレネルレンズ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ及び６１Ｆを１枚のレンズ板に形成しているので、コンパクト化し易くなり、且つ、着脱作業が容易である。また、これらフレネルレンズ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ及び６１Ｆは一体成形されている。
　また、フレネルレンズ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ及び６１Ｆを別々に成形し、互いに接合して１枚のレンズ板に形成しても良い。但し、一体成形する方が別々に成形する場合と比べて、接合作業を省略できるとともに、各フレネルレンズ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ及び６１Ｆの位置のばらつきを抑えやすくなる。
　また本実施形態では、背面ガード部材４の上側の開口面積を他の部分よりも広く確保しているので、熱の上昇気流により光源モジュール１２の放熱部５５の熱が集中する器具上部から効率良く排熱でき、効率的な熱の対流を実現できる。これにより、スポーツ照明器具１の小型化・軽量化に有利となり、また、放熱効率が向上することで、低ワット化が可能になり、省エネルギー化に有利となる。
　また、このスポーツ照明器具１は、放熱性向上の観点から以下の構成を具備している。
　図９は背面ガード部材４を示す図であり、図９（Ａ）は上方から見た図、図９（Ｂ）は下方から見た図である。また、図１０は各光源モジュール１２の排熱部５５を周辺構成と共に背面側から見た図である。
　図３及び図９（Ａ）に示すように、背面ガード部材４は、最上パネル部４Ｂを含む上側のパネル部４Ｃの全て（左右のパネル部４Ｄは除く）に、最上パネル部４Ｂと同様に、相対的に開口面積の大きい貫通孔（図９（Ａ）中、符号７Ａで示す）がほぼ全面に渡って多数形成されている。
　一方、図３、及び図９（Ｂ）に示すように、背面ガード部材４は、左右のパネル部４Ｄ、及び下側のパネル部４Ｅの全てに、相対的に開口面積の小さい貫通孔（図９（Ｂ）中、符号７Ｂで示す）がほぼ全面に渡って多数形成されている。
　これにより、背面ガード部材４の周囲全体の通気性が確保されるとともに、上側のパネル部４Ｂ、４Ｃの単位面積当たりの開口率が、側方及び下側のパネル部４Ｄ、４Ｅと比べて大きく形成される。従って、背面ガード部材４は上側の開口面積が、側方及び下側の開口面積よりも広く確保される。この構成によれば、図１０に示すように、背面ガード部材４周囲の外気を、側方及び下側のパネル部４Ｄ、４Ｅを通過させて放熱部５５と熱交換させ、熱上昇により上側のパネル部４Ｂ、４Ｃから排気させる、という上昇気流を妨げず、効率良く排熱させる流れ（図１０中、矢印で示す）を生じさせることができる。
　また、上記貫通穴７Ａ、７Ｂは、各パネル部４Ａ～４Ｅの幅（背面ガード部材４の周方向に沿う長さ）に渡って延びる細長形状に形成され、それぞれの短辺方向の長さは、図１０に矢印で示す流れを効率良く生じさせる長さに形成される。本実施形態では、貫通穴７Ａ、７Ｂのそれぞれの短辺の長さを、貫通孔７Ａが１０ｍｍ、貫通孔７Ｂが６ｍｍにすることで、上記流れを効率良く生じさせることができた。なお、上記値に限らず、細長形状の短辺方向の長さを、貫通孔７Ａが貫通孔７Ｂに対して１．５倍を基準とした前後範囲内にすれば良い。
　また、上昇気流を妨げない上記気流の流れを形成するには、少なくとも、背面ガード部材４を、上側の開口面積を下側の開口面積よりも広く確保すれば良い。従って、側方のパネル部４Ｄについては、相対的に開口面積の小さい貫通孔７Ｂに限定されず、設置状況に応じて貫通孔の大きさを変更しても良い。
　また、図１０に示すように、各光源モジュール１２の排熱部５５が有する放熱フィン５６は、上下方向に延びる縦フィンに形成されている。これにより、放熱フィン５６が、放熱部５５周辺に生じる上昇気流の流れを妨げず、且つ、効率良く外気と熱交換が可能である。
　さらに、同図１０に示すように、筐体１０の中心の周りに配置される複数の放熱部５５は、等角度間隔に配置されるとともに、上下方向に揃わずに横方向に互いにずれて配置される。これにより、下方の放熱部５５で暖められ上昇した熱気（図１０中、矢印で示す）が、上方に位置する他の放熱部５５で遮られにくい。これによっても、上昇気流を妨げず、効率良く排熱させることが可能である。
　なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
　例えば、上述した実施形態では、フレネルレンズ６１の凹凸面６１ＸをＣＯＢ型ＬＥＤ５１側に向け、且つ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１を焦点Ｆ’から光軸Ｌ方向にずれた位置に配置する場合を説明したが、これに限らない。例えば、フレネルレンズ６１の平面６１Ｙ側に存在する焦点Ｆまでの焦点距離ＬＦ（図８（Ａ））が比較的短い場合には、図８（Ｂ）と同様の配置、つまり、フレネルレンズ６１の平面６１ＹをＣＯＢ型ＬＥＤ５１側に向け、且つ、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１を焦点Ｆから光軸Ｌ方向にずれた位置に配置するようにしても良い。
　この場合の具体例を図１１に示す。なお、図１１において、上記と略同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
　図１１に示すように、フレネルレンズ６１の凹凸面６１ＸをＣＯＢ型ＬＥＤ５１と反対側に向けた配置においても、上記実施形態と同様に、以下の効果を備える。
　すなわち、それぞれのＣＯＢ型ＬＥＤ５１ごとに、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１の光をフレネルレンズ６１に入射する反射鏡４０を備えるため、配光特性の劣化を抑えることができる。また、フレネルレンズ６１と反射鏡４０との間の隙間ＳＡにより、隣接するフレネルレンズ６１に漏れる直接光Ｌ３が入射し、この直接光Ｌ３がフレネルレンズ６１によって屈折され、出射光の光軸Ｌに対して角度を持って出射される。おのため、出射光の主光束の周辺に拡がりを持つ光を照射でき、いわゆる面光源として利用できる。また、漏れた直接光Ｌ３がフレネルレンズ６１の中心部（屈折部６１Ｋ）を外れた箇所（反射部６１Ｈ）に入射するので、出射光の主光束に対して拡がりを持つ光成分が効率的に高められる。
　また、上述した実施形態において、ＬＥＤの一例として、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１を例示したが、これに限らず、任意のＬＥＤを用いることができる。また、発光素子としては、ＬＥＤの他に、有機ＥＬ等の任意の発光素子を用いることができる。また、６個の光源モジュール１２を用いる場合を説明したが、これに限らず、求められる明るさに応じて光源モジュール１２の数を変更しても良い。
　また、上述した実施形態では、中央のフレネルレンズ６１Ａを五角形に形成する場合を示したが、周囲のＣＯＢ型ＬＥＤ５１が６個の場合は六角形に形成するなど、周囲のＣＯＢ型ＬＥＤ５１の数に対応する多角形形状に形成すれば良い。換言すると、中央のフレネルレンズ６１Ａは、中央に配置したＣＯＢ型ＬＥＤ５１の周囲に等間隔で配置されるＣＯＢ型ＬＥＤ５１の数（＝ｎ個）に対応するｎ角形状に形成すれば良い。また、多角形形状に限らず、中央のフレネルレンズ６１Ａを円形状に変更しても良い。
　また、各フレネルレンズ６１の基本サイズを五角形に形成する以外にも、前記光源モジュール１２の反射鏡４０の開口径に対応するフレネルレンズ６１の大きさ、隙間ＳＡの距離等は反射鏡４０からの光やＣＯＢ型ＬＥＤ５１の直接光の入射範囲に応じ、隣接するフレネルレンズ６１との距離などの光学的な条件を担保すれば適宜に変更可能である。例えば、正方形などを基本サイズとして、横方向に複数個並べた形状や、上下に複数列並べた光学部材２１（レンズ板）を構成しても良い。
　図１２はフレネルレンズ６１の変形例を示した図であり、図１２（Ａ）はフレネルレンズ６１の基本サイズ、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のフレネルレンズ６１を上下左右に３列並べた光学部材２１、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）のフレネルレンズ６１を左右に３個並べた光学部材２１を示している。
　図１２（Ａ）、及び図１２（Ｂ）に示すように、フレネルレンズ６１の形状を、正方形を基本サイズとした場合、このフレネルレンズ６１を上下左右に３列並べた矩形状の光学部材２１を形成することにより、上下左右に３列設けられたＣＯＢ型ＬＥＤ５１に対応する光学部材２１を得ることができる。なお、各フレネルレンズ６１の内側には、ＣＯＢ型ＬＥＤ５１からの光をフレネルレンズ６１に入射する反射鏡４０がそれぞれ配置される。図１２（Ｂ）には角部（紙面左上部の角部）に位置するフレネルレンズ６１に対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１、及び反射鏡４０の位置を破線で示しており、この位置関係は他のフレネルレンズ６１でも同じである。
　また、図１２（Ｃ）に示すように、正方形のフレネルレンズ６１を左右に３個並べた矩形状の光学部材２１を形成することにより、左右に３個設けられたＣＯＢ型ＬＥＤ５１に対応する矩形状の光学部材２１を得ることができる。図１２（Ｃ）には角部（紙面左端の角部）に位置するフレネルレンズ６１に対応するＣＯＢ型ＬＥＤ５１、及び反射鏡４０の位置を破線で示しており、この位置関係は他のフレネルレンズ６１でも同じである。
　また、上述した実施形態において、スポーツ照明器具１を屋外に設置して使用する場合を例示したが、これに限らない。すなわち、スポーツ照明器具１の器具本体２を体育館や天井面から直下を照射するように固定して使用しても良い。
　また本発明は、スポーツ用の照明器具に限らず、他の屋外、又は屋内の各種の照明に用いられる照明器具に適用できることは勿論である。特に、工場の天井面や壁面に据え付け設置され、作業車の衝突から照明器具を保護する必要がある照明器具にも好適に用いることができる。
　１　スポーツ照明器具（照明器具）
　２　器具本体
　４　背面ガード部材
　１０　筐体
　１０Ａ　前面開口（光の出射口）
　１２　光源モジュール
　１４　前面カバー
　２１　光学部材（レンズ板）
　４０、４０Ａ～４０Ｆ　反射鏡
　４１　反射面
　５１　ＣＯＢ型ＬＥＤ（面状光源）
　５５　放熱部
　６１、６１Ａ～６１Ｆ　フレネルレンズ
　６１Ｋ　屈折部
　６１Ｈ　反射部
　Ｆ、Ｆ’　焦点
　Ｌ　光軸
　Ｌ３　直接光

Claims (9)

  1. 　複数の面状光源と、前記面状光源ごとに設けられたフレネルレンズと、を備えた照明器具において、
    　前記面状光源、及び前記フレネルレンズの対ごとに、前記面状光源の光を当該面状光源と対を成すフレネルレンズに反射する反射鏡を備える
    　ことを特徴とする照明器具。
  2. 　前記面状光源と、前記フレネルレンズの中心とは、前記反射鏡の光軸上に配置され、
    　前記面状光源は、前記光軸に対応する位置に配置された発光素子を備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
  3. 　前記フレネルレンズと前記反射鏡の間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
  4. 　前記面状光源に対応するフレネルレンズと隣接したフレネルレンズの中心部に当該面状光源の直射光が入射しない程度の長さに前記反射鏡の長さを抑えて前記隙間を設けたことを特徴とする請求項３に記載の照明器具。
  5. 　前記面状光源のそれぞれを、対応する前記フレネルレンズの焦点から光軸方向にずれた位置に配置したことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の照明器具。
  6. 　複数の前記フレネルレンズを１枚のレンズ板に形成したことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の照明器具。
  7. 　前記複数の面状光源は、中央に配置した面状光源と、この面状光源の周囲に配置されたｎ個の面状光源であり、
    　前記中央に配置した面状光源に対応する前記フレネルレンズは、ｎ角形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の照明器具。
  8. 　前記面状光源と前記反射鏡を内部に備える筐体と、前記面状光源毎に前記筐体の外側に露出する放熱部と、前記放熱部を保護する背面ガード部材とを備え、
    　前記背面ガード部材は、上側の開口面積を下側の開口面積よりも広く確保していることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の照明器具。
  9. 　前記面状光源は、ＣＯＢ型ＬＥＤであり、
    　前記照明器具の出力は、器具受圧面積に対して、０．７～１．０Ｗ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の照明器具。
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