(57)【要約】【課題】  複数個のＬＥＤの光学特性のばらつきがあっても所望の演色性や色温度を容易に得ることができる照明装置を提供することである。【解決手段】  設定手段２２は、複数のＬＥＤ１３の混光された色温度が所定値となるように発光色の異なるＬＥＤ毎に、ＬＥＤから照射される光出力値とオンデューティを対応づけて設定する。変換手段２３は入力された調光信号をＰＷＭ信号に変換し、ＰＷＭ制御手段２４は、変換手段２３から出力される同一のＰＷＭ信号に基づいて、ドライバ２１を介して発光色の異なるＬＥＤ毎に点灯制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色の異なるＬＥＤと；
入力された調光信号をＰＷＭ信号に変換する変換手段と；
混光された色温度が所定値となるように発光色の異なるＬＥＤ毎にＬＥＤから照射される光出力値とオンデューティを対応づける設定手段と；
変換手段から出力される同一のＰＷＭ信号に基づいて前記発光色の異なるＬＥＤ毎に点灯制御するＰＷＭ制御手段と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
設定手段は、調光信号が１００％の場合の白色系ＬＥＤの最大光力値をオンデューティ１００％と設定し、調光信号が１００％の場合の赤系ＬＥＤ、緑系ＬＥＤおよび青系ＬＥＤの前記白色系ＬＥＤの光出力値よりは小さい所望の光出力値をオンデューティ１００％と設定して、混光された色温度が所定の色温度となるように調整することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
ＰＷＭ制御手段で点灯制御される発光色の異なるＬＥＤは、同じ階調数であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
ＰＷＭ制御手段は、ＬＥＤの光出力が電球の光出力に近似するようにＬＥＤを調光点灯することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の照明装置。
【請求項５】
調光信号は、ＤＭＸ信号であって、変換手段は、当該ＤＭＸ信号を１０２４階調以上の階調数に対応づけてＰＷＭ信号に変更することを特徴とする請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
異なる単一色をそれぞれ発光しＰＷＭ制御されて点灯が行われる複数個のＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ配列部と；
前記ＬＥＤ配列部の複数個のＬＥＤからの光を集光して被照射体に照射する集光レンズを収納するスポットライト本体と；
前記ＬＥＤ配列部に取り付けられた発光色が異なるＬＥＤ毎にＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段と；
発光色が異なるＬＥＤを外部からの調光信号に基づいて前記設定手段に設定された光出力値の範囲内でかつ同じ階調数でそれぞれ調光するように構成されたＰＷＭ制御部と；
を備えたことを特徴とするＬＥＤ式スポットライト。
【請求項７】
異なる単一色をそれぞれ発光しＰＷＭ制御されて点灯が行われる複数個のＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ配列部と；
前記ＬＥＤ配列部の複数個のＬＥＤからの光を集光して被照射体に照射する集光レンズを収納するスポットライト本体と；
前記ＬＥＤ配列部に取り付けられたＬＥＤの制御系統毎に各制御系統のＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段と；
各制御系統のＬＥＤを外部からの調光信号に基づいて前記設定手段に設定された光出力値の範囲内でかつ同じ階調数でそれぞれ調光するように構成されたＰＷＭ制御部と；
を備えたことを特徴とするＬＥＤ式スポットライト。
【請求項８】
前記ＰＷＭ制御部は、前記ＬＥＤの光出力が電球の光出力に近似するように前記ＬＥＤを調光点灯することを特徴とする請求項６または７記載のＬＥＤ式スポットライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて舞台やスタジオを照明する照明装置およびＬＥＤ式スポットライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、劇場やテレビスタジオ等の照明用に使用されるスポットライトの光源には、ハロゲン電球や放電ランプが使用されている。これは、光源の発光部分がレンズに対して十分小さく、レンズが光源の光を充分に取り込むことができ効率よく照射できるからである。ハロゲン電球や放電ランプを用いたスポットライトでは、フィラメントをできるだけ高温に熱して光を発生させるので、可視光だけでなく多くの熱線を放射する。従って、光源を収納する筐体には熱に耐える金属板が使用され、またレンズも耐熱性のガラスが使用されるので、スポットライトが重くなりスポットライトの移動に労力を要している。
【０００３】
そこで、近年のＬＥＤの高光度化に伴い、また省電力化や低発熱の要望もありスポットライトの光源としてＬＥＤが注目されている。発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ式スポットライトは、多数のＬＥＤを光源として配置し、各ＬＥＤの照射ビームを一点に集光させて仮想の単一点光源ユニットを構成し、この光源ユニットとレンズとの位置関係を可変にして被照射面の照度および照度分布を変化させるようにしたスポットライトが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０７５０２号公報（図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、光源となるＬＥＤは、同一の型式であってもその光学特性の許容範囲に大きな開き（色度ばらつき）があり、同一の型式の多数のＬＥＤを配置して主ビームの照射光を得た場合、所望の演色性や色温度が得られない場合がある。そこで、発光色が異なる少数の補色ＬＥＤを追加して設けることになるが、補色ＬＥＤ自体も光学特性の許容範囲に大きな開きがあるので、所望の演色性や色温度を得るために適切な補色ＬＥＤを選択することは難しい。
【０００５】
本発明の目的は、複数個のＬＥＤの光学特性のばらつきがあっても所望の演色性や色温度を容易に得ることができる照明装置およびＬＥＤ式スポットライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係わる照明装置は、発光色の異なるＬＥＤと；入力された調光信号をＰＷＭ信号に変換する変換手段と；混光された色温度が所定値となるように発光色の異なるＬＥＤ毎にＬＥＤから照射される光出力値とオンデューティを対応づける設定手段と；変換手段から出力される同一のＰＷＭ信号に基づいて前記発光色の異なるＬＥＤ毎に点灯制御するＰＷＭ制御手段と；を具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。照明装置はＬＥＤを光源等する照明装置であり、ＬＥＤを用いたホリゾント照明装置や室内の照明用の照明装置等を含む。発光色の異なるＬＥＤとは、所望の色温度や演色性を得る複数のＬＥＤであり、例えば、白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどである。
【０００８】
変換手段は、例えばＬＥＤを点灯する点灯装置の制御部に設けられ、調光信号をＬＥＤの点灯制御のためのＰＷＭ信号に変換するものである。設定手段は、発光色の異なるＬＥＤからの混光の色温度が所定値となるように、発光色の異なるＬＥＤ毎にＬＥＤから照射される光出力値とオンデューティを対応づけて設定するものである。ＰＷＭ制御手段は、例えばＬＥＤを点灯する点灯装置の制御部に設けられ、変換手段から出力される同一のＰＷＭ信号に基づいて、設定手段で対応づけられた光出力値で発光色の異なるＬＥＤ毎に点灯制御する。
【０００９】
請求項２の発明に係わる照明装置は、請求項１の発明において、設定手段は、調光信号が１００％の場合の白色系ＬＥＤの最大光力値をオンデューティ１００％と設定し、調光信号が１００％の場合の赤系ＬＥＤ、緑系ＬＥＤおよび青系ＬＥＤの前記白色系ＬＥＤの光出力値よりは小さい所望の光出力値をオンデューティ１００％と設定して、混光された色温度が所定の色温度となるように調整することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、請求項１の発明において、発光色の異なるＬＥＤ毎にＬＥＤから照射される光出力値とオンデューティとの対応づけの仕方を特定したものである。補色ＬＥＤである赤系ＬＥＤ、緑系ＬＥＤおよび青系ＬＥＤ等の光出力値は、所定の色温度となるように、主ビーム用の白色系ＬＥＤの光出力値よりは小さい所望の光出力値をオンデューティ１００％と設定される。
【００１１】
請求項３の発明に係わる照明装置は、請求項１の発明において、ＰＷＭ制御手段で点灯制御される発光色の異なるＬＥＤは、同じ階調数であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係わる照明装置は、請求項１ないし３のいずれか一の発明において、ＰＷＭ制御手段は、ＬＥＤの光出力が電球の光出力に近似するようにＬＥＤを調光点灯することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、調光信号は、ＤＭＸ信号であって、変換手段は、当該ＤＭＸ信号は１０２４階調以上の階調数に対応づけてＰＷＭ信号に変更することを特徴とする。
【００１４】
ＤＭＸとは、照明分野等で使用される機器間のデジタル伝送を行う際の電気的特性、データフォーマット、データプロトコル、コネクタ、ケーブル等の仕様を定義した規格である。データ伝送はシリアル伝送方式で行われ、その際のＤＭＸ信号は、最大５１２までの調光レベルデータを連続的に伝送でき、ディマーレベルの０からフル（１００％）まで２５６階調に分割している。変換手段は、当該ＤＭＸ信号の２５６階調を１０２４階調以上の階調数に対応づけてＰＷＭ信号に変更する。
【００１５】
請求項６の発明に係わるＬＥＤ式スポットライトは、異なる単一色をそれぞれ発光しＰＷＭ制御されて点灯が行われる複数個のＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ配列部と；前記ＬＥＤ配列部の複数個のＬＥＤからの光を集光して被照射体に照射する集光レンズを収納するスポットライト本体と；前記ＬＥＤ配列部に取り付けられた発光色が異なるＬＥＤ毎にＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段と；発光色が異なるＬＥＤを外部からの調光信号に基づいて前記設定手段に設定された光出力値の範囲内でかつ同じ階調数でそれぞれ調光するように構成されたＰＷＭ制御部と；を備えたことを特徴とする。
【００１６】
ＬＥＤ式スポットライトは、舞台やテレビスタジオ等の照明用に使用されるスポットライトとして使用される照明装置である。光源として複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が使用され、ＬＥＤに供給される電源がＰＷＭ制御されて点灯が行われる。そして、複数個のＬＥＤからの光を集光レンズで集光して被照射体に照射する。
【００１７】
ＬＥＤ配列部は、複数個のＬＥＤからの光ビームが所定位置に向くように配置する。複数個のＬＥＤは、主ビーム用の複数個の白色ＬＥＤと補色用の複数個の補色ＬＥＤとからなり、補色ＬＥＤは、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどである。
【００１８】
スポットライト本体は例えば金属製の箱体で形成され、集光レンズを収納する。なお、被照射体への照射光の照射範囲を調節するバンドアを付設してもよい。集光レンズは、複数個のＬＥＤから出射される出射光を集光するものであり、球面レンズや平坦状レンズを含む。また、１個または２個以上のレンズを利用した２群構成のレンズを有する場合も含む。
【００１９】
設定手段は、ＬＥＤ配列部に取り付けられた発光色が異なるＬＥＤ毎に、ＰＷＭ制御の光出力値を設定するものであり、ＬＥＤの最大発光出力値に対して０％〜１００％を設定するものである。例えば、ＰＷＭ制御の光出力値として８０％が設定された場合には、調光信号１００％のときにＬＥＤの光出力値がＬＥＤの最大発光出力値の８０％に制御され、調光信号５０％のときにはＬＥＤの光出力値はＬＥＤの最大発光出力値の４０％に制御される。
【００２０】
制御部は、外部からの調光信号に基づいて設定手段に設定されたＰＷＭ制御の光出力値の範囲内で、同じ階調数で発光色が異なるＬＥＤをそれぞれＰＷＭ制御するものである。例えば、光出力値が１００％、８０％、５０％、２０％と設定された場合には、いずれの場合にも同じ階調数（例えば１０２４階調）でＰＷＭ制御する。すなわち、ＰＷＭ制御の光出力値が１００％のＬＥＤに対してもＰＷＭ制御の光出力値が２０％のＬＥＤに対しても、同じ１０２４階調でＰＷＭ制御する。
【００２１】
請求項７の発明に係わるＬＥＤ式スポットライトは、異なる単一色をそれぞれ発光しＰＷＭ制御されて点灯が行われる複数個のＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ配列部と；前記ＬＥＤ配列部の複数個のＬＥＤからの光を集光して被照射体に照射する集光レンズを収納するスポットライト本体と；前記ＬＥＤ配列部に取り付けられたＬＥＤの制御系統毎に各制御系統のＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段と；各制御系統のＬＥＤを外部からの調光信号に基づいて前記設定手段に設定された光出力値の範囲内でかつ同じ階調数でそれぞれ調光するように構成されたＰＷＭ制御部と；を備えたことを特徴とするＬＥＤ式スポットライト。
【００２２】
本発明は、請求項６の発明に対し、ＬＥＤ配列部に取り付けられた発光色が異なるＬＥＤ毎にＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段に代えて、ＬＥＤ配列部に取り付けられたＬＥＤの制御系統毎に各制御系統のＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段を設けたものである。
【００２３】
同一色のＬＥＤにおいてもある程度の色温度のばらつきがあり、ＬＥＤの発光色毎に制御するだけでは十分でない場合がある。そこで、同一色のＬＥＤに対してもＰＷＭ制御の最大出力を調整する。例えば、ＬＥＤの制御系統として、異なる制御系統に白色ＬＥＤを接続しておき、異なる制御系統の白色のＬＥＤに対してＰＷＭ制御の最大出力を調整し色温度のばらつきを補正する。
【００２４】
請求項８の発明に係わるＬＥＤ式スポットライトは、請求項６または７の発明において、前記ＰＷＭ制御部は、前記ＬＥＤの光出力が電球の光出力に近似するように前記ＬＥＤを調光点灯することを特徴とする。
【００２５】
本発明は、ＬＥＤの光出力が電球の光出力に近似するようにＬＥＤを調光点灯するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、各々の色系統のＬＥＤに対して、設定手段により、混光された色温度が所定値となるように発光色の異なるＬＥＤ毎にオンデューティを変更するだけで演色性や色温度の調整を行うことができる。また、設定手段により発光色の異なるＬＥＤ毎の光出力値の割合が規定されるので、調光信号の調光率がいかなる値であっても、所定の色温度となるように点灯制御することができる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、補色ＬＥＤの光出力値は、所定の色温度となるように、主ビーム用の白色系ＬＥＤの光出力値よりは小さい所望の光出力値を同じオンデューティで設定され、かつ、同一のＰＷＭ信号に基づいてＰＷＭ制御手段が点灯制御するので、所望の色温度に調整することが容易になる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、光出力値が異なってもオンデューティは同じ階調数で制御されるので、設定手段で設定したＰＷＭ制御の光出力値の比率で調光制御できる。
【００２９】
請求項４の発明によれば、ＬＥＤの光出力が電球の光出力に近似するようにＬＥＤを調光点灯するので、ＬＥＤを電球とを同じ調光信号で調光点灯できる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、ＤＭＸ信号を１０２４階調以上の階調数に対応づけてＰＷＭ信号に変更するので、ＬＥＤの光出力の変化を滑らかにすることができ見かけ上段調光となることを防止できる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、同一の型式の複数個のＬＥＤを用いて主ビームを得る場合に演色性や色温度を調整する際に少数の補色ＬＥＤを設け、その補色ＬＥＤの光出力値を設定手段で調整できるので、所望の演色性や色温度を容易に得ることができる。また、調光信号に対して同じ階調数で調光制御するので、設定手段で設定したＰＷＭ制御の光出力値比率で調光制御できる。
【００３２】
請求項７の発明によれば、同一色の色温度も補正できるので、精度良く所望の演色性や色温度を容易に得ることができる。
【００３３】
請求項８の発明によれば、光源としてＬＥＤを備えたＬＥＤ式スポットライトと、光源として電球を備えた電球式スポットライトとが混在した照明システムであっても、電球に対する調光信号で同時に調光制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ式スポットライトの構成図であり、図２はその正面図である。スポットライト本体１１は例えば金属製の箱体で形成され、内部にＬＥＤ配列部１２が収納されている。ＬＥＤ配列部１２には複数個のＬＥＤ１３からの光ビームがアパーチャ部１４のアパーチャ１５に向くように並んで配置される。複数個のＬＥＤ１３は、主ビーム用の複数個の白色ＬＥＤ１３ａと補色用の複数個の補色ＬＥＤ１３ｂとからなり、補色ＬＥＤ１３ｂは、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどである。
【００３５】
各々のＬＥＤ１３は、光ビームの光軸中心がアパーチャ１５の中心部に向くように光ビームを射出する。アパーチャ部１４は、ＬＥＤ配列部１２に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３の光ビームをアパーチャ１５で集光し集光レンズ１６に向けて射出する。
【００３６】
このように、ＬＥＤ配列部１２に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３の光ビームを集光する所定位置にアパーチャ１５が位置するようにアパーチャ部１４は配置されている。従って、このアパーチャ１５が疑似光源部となる。つまり、ＬＥＤ配列部１２に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３からの光は面光源であり、その面光源からの光をアパーチャ部１４のアパーチャ１５で集光して点光源に変換し、そのアパーチャ部１４のアパーチャ１５を疑似光源部として光を外部に射出する。
【００３７】
集光レンズ１６はスポットライト本体１１に配設され、複数個のＬＥＤ１３から出射される出射光を集光するものであり、球面レンズや平坦状レンズで形成される。図１では１個のフレネルレンズを用いた場合を示している。
【００３８】
また、集光レンズ１６とＬＥＤ配列部１２との距離を相対的に可変とする移動機構１７が設けられており、移動機構１７は光源フォーカスハンドル１７ａおよびレンズフォーカスハンドル１７ｂから構成されている。この移動機構１７によりフォーカスさせることにより、被照射面での照射面積を連続変化させ、また光量を連続変化させる。また、集光レンズ１６側のスポットライト本体１１にはバンドア１８が設けられており、このバンドア１８の開閉角度を調節することにより、ＬＥＤ式スポットライトからの光の照射範囲を調節する。
【００３９】
ＬＥＤ点灯装置１９は、外部からのＤＭＸ信号（調光信号）に基づいてＬＥＤ配列部１２に取り付けられたＬＥＤ１３を調光制御する制御部２０と、制御部２０からの指令に基づいてスイッチ素子を駆動しＬＥＤ１３に供給される点灯電源を所定の周波数でＰＷＭ（パルス幅）制御するドライバ２１と、ＬＥＤ配列部１２に取り付けられた発光色が異なるＬＥＤ１３ａ、１３ｂ毎にＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段２２とから構成される。また、制御部２０は、入力されたＤＭＸ信号をＰＷＭ信号に変換する変換手段２３と、変換手段２３から出力される同一のＰＷＭ信号に基づいて発光色の異なるＬＥＤ１３毎に点灯制御するＰＷＭ制御手段２４とを有する。
【００４０】
図３は、ＬＥＤ点灯装置１９のブロック構成図である。制御部２０には異なる色のＬＥＤ１３毎にそれぞれＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段２２ａ〜２２ｄが設けられている。いま、異なる色のＬＥＤ１３として、ＬＥＤ配列部１２に、主ビーム用の複数個の白色ＬＥＤ１３ａ、補色用の２個の青色ＬＥＤ１３ｂ１、補色用の２個の緑色ＬＥＤ１３ｂ２、補色用の２個の赤色ＬＥＤ１３ｂ３が設けられているとする。
【００４１】
設定手段２２ａ〜２２ｄは、発光色の異なるＬＥＤ１３毎に混光された色温度が所定値となるようにＬＥＤ１３から照射される光出力値とオンデューティを対応づけるものである。すなわち、設定手段２２ａは主ビーム用の複数個の白色ＬＥＤ１３ａのＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段であり、以下、同様に、設定手段２２ｂは補色用の２個の青色ＬＥＤ１３ｂ１のＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段、設定手段２２ｃは補色用の２個の緑色ＬＥＤ１３ｂ２のＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段、設定手段２２ｄは補色用の２個の赤色ＬＥＤ１３ｂ３のＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段である。
【００４２】
また、制御部２０は、変換手段２３およびＰＷＭ制御手段２４を有し、変換手段２３は、入力されたＤＭＸ信号をＰＷＭ信号に変換し、ＰＷＭ制御手段２４は変換手段２３から出力される同一のＰＷＭ信号に基づいて、ドライバ２１ａ〜２１ｄを介して発光色の異なるＬＥＤ１３毎に点灯制御する。
【００４３】
図４は、各々の設定手段２２ａ〜２２ｄで設定されるＰＷＭ制御の光出力値の説明図である。ＰＷＭ制御の光出力値は、ＬＥＤの最大発光出力値に対して０％〜１００％が設定される。図４では、調光信号１００％（すなわち全光）の場合、主ビーム用の白色ＬＥＤ１３ａは１００％、補色用の青色ＬＥＤ１３ｂ１は７５％、補色用の緑色ＬＥＤ１３ｂ２は５０％、補色用の赤色ＬＥＤ１３ｂ３は１２．５％に設定した場合を示している。
【００４４】
制御部２０は、ＤＭＸ信号に基づいて、各ＬＥＤ１３に対してＰＷＭ制御の光出力値の範囲内で同じ階調数（例えば１０２４階調）でＰＷＭ制御する。すなわち、制御部２０は、各々の設定手段２２ａ〜２２ｄに設定されたＰＷＭ制御の光出力値の範囲内で同じ階調数で、ＤＭＸ信号に基づいてドライバ２１ａ〜２１ｄのスイッチ素子をＰＷＭ制御する。
【００４５】
例えば、全光の場合には、上記図４で説明したように、設定手段２２ａ〜２２ｄで設定した発光色の異なるＬＥＤ毎の光出力値（オンデューティ）の割合であって、かつ、白色ＬＥＤ１３ａ、青色ＬＥＤ１３ｂ１、緑色ＬＥＤ１３ｂ２、赤色ＬＥＤ１３ｂ３のいずれのＬＥＤに対しても、同じ１０２４階調でＰＷＭ制御される。同様に、調光（例えば調光５０％）の場合には、設定手段２２ａ〜２２ｄで設定した発光色の異なるＬＥＤ毎の光出力値（オンデューティ）の割合であって、かつ、白色ＬＥＤ１３ａ、青色ＬＥＤ１３ｂ１、緑色ＬＥＤ１３ｂ２、赤色ＬＥＤ１３ｂ３のいずれのＬＥＤに対しても、同じ５１２階調でＰＷＭ制御される。このように、光出力値が異なるＬＥＤであっても設定手段２２ａ〜２２ｄで設定した発光色の異なるＬＥＤ毎の光出力値（オンデューティ）の割合であって、かつ、同じ階調数でＰＷＭ制御される。
【００４６】
図５は、本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ点灯装置の制御部２０に予め記憶したＬＥＤの光出力変換特性曲線の説明図である。図５において、横軸はＤＭＸ信号の出力値、縦軸はＰＷＭ信号のオンデューティの割合（％）すなわち光出力である。制御部２０の記憶部には、図５に示すような電球の光出力特性曲線Ｃ１およびＬＥＤの光出力特性曲線Ｃ２が予め記憶されている。そして、電球の光出力特性曲線Ｃ１およびＬＥＤの光出力特性曲線Ｃ２に基づいて、電球に対するＤＭＸ信号に対してＬＥＤを電球の光出力特性で調光制御する。例えば、ＤＭＸ信号がＤ１であるとき、そのままＬＥＤ１３を点灯すると光出力がＬ１２となり、操作員が意図した階調ではなくなるので、電球の光出力特性曲線Ｃ１で定まる光出力Ｌ１１とする。同様に、ＤＭＸ信号がＤ２であるときは、電球の光出力特性曲線Ｃ１で定まる光出力Ｌ２１とする。これにより、電球に対するＤＭＸ信号によりＬＥＤ１３を調光制御できるので、光源部をＬＥＤ１３に置き換えても従前の操作感覚で使用できる。これにより、ＬＥＤ１３の光出力が電球の光出力に近似するようにＬＥＤ１３を調光点灯するので、ＬＥＤ式スポットライトを電球式スポットライトとを同じＤＭＸ信号で調光点灯できる。
【００４７】
図６は、ＰＷＭ制御の１周期の階調数が少ない場合の電球の光出力の近似特性曲線の説明図である。図６に示すように、ＰＷＭ制御の１周期の階調数が少ない場合、例えば２５６階調の場合には、図５に示した電球の光出力特性曲線Ｃ１に対してその近似曲線Ｃ１’が歪な特性曲線となる。これに対し、ＰＷＭ制御の１周期の階調数を１０２４以上とした場合には、図７に示すように、図５に示した電球の光出力特性曲線Ｃ１に対してその近似曲線Ｃ１”はほぼ同じ特性曲線となる。
【００４８】
本発明の第１の実施の形態によれば、同一の型式の複数個の白色ＬＥＤ１３ａを用いて主ビームを得る場合に、色別の設定手段２２ａ〜２２ｄにより、主ビームの白色ＬＥＤ１３ａを含めて、演色性や色温度を調整するための少数の補色ＬＥＤ１３ｂのＰＷＭ制御の光出力値を調整できるので、所望の演色性や色温度を容易に得ることができる。また、ＤＭＸ信号に対して、設定手段２２ａ〜２２ｄで設定したＰＷＭ制御の光出力値比率を一定としたままで調光制御できる。従って、各色の混合比率は一定に保たれる。さらに、同じ階調数で調光制御するので、調光時の変化の過程においても各色の混合比率は一定に保たれる。
【００４９】
また、光出力値が最も小さい赤色ＬＥＤに対して、同じ１０２４階調の階調数で点灯制御するので、ＬＥＤ配列部から照射される光出力の特性曲線を電球の光出力の特性曲線に近似することができ見かけ上段調光となることを防止できる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係わるＬＥＤ式スポットライトのＬＥＤ点灯装置のブロック構成図である。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対し、発光色が異なるＬＥＤ毎にＰＷＭ制御の光出力値を設定することに代えて、ＬＥＤ１３の制御系統毎に各制御系統のＰＷＭ制御の光出力値を設定するようにしたものである。図３と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５１】
図８において、ＬＥＤ配列部１２に配置された各々のＬＥＤ１３ａ〜１３ｅは、それぞれ独立に制御される制御系統ａ〜ｅに接続されている。各々のＬＥＤ１３ａ〜１３ｅは、それぞれ独立した制御系統ａ〜ｅに接続されるので、この制御系統ａ〜ｅ毎に設定手段２２ａ〜２２ｅにより、ＰＷＭ制御の最大出力を調整し色温度のばらつきを補正する。これにより、同一色のＬＥＤ１３においてもある程度の色温度のばらつきがありＬＥＤ１３の発光色毎に制御するだけでは十分でない場合に、同一色のＬＥＤ１３に対してもＰＷＭ制御の最大出力を調整できるようにする。
【００５２】
すなわち、制御部２０には制御系統ａ〜ｅ毎にそれぞれＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段２２ａ〜２２ｅが設けられている。例えば、ＬＥＤ１３ａとして主ビーム用の複数個の白色ＬＥＤ、ＬＥＤ１３ｂとして同一色の補色用の複数個の白色ＬＥＤ、ＬＥＤ１３ｃとして補色用の２個の青色ＬＥＤ、ＬＥＤ１３ｄとして補色用の２個の緑色ＬＥＤ、ＬＥＤ１３ｅとして補色用の２個の赤色ＬＥＤを設ける。この場合には、設定手段２２ａは制御系統ａに接続された主ビーム用の複数個の白色ＬＥＤ１３ａのＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段であり、以下、同様に、設定手段２２ｂは制御系統ｂに接続された同一色の補色用の白色ＬＥＤ１３ｂを設定するための設定手段、設定手段２２ｃは制御系統ｃに接続された補色用の２個の青色ＬＥＤ１３ｃのＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段、設定手段２２ｄは制御系統ｄに接続された補色用の２個の緑色ＬＥＤ１３ｄのＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段、設定手段２２ｅは制御系統ｅに接続された補色用の２個の赤色ＬＥＤ１３ｅのＰＷＭ制御の光出力値を設定するための設定手段である。
【００５３】
以上の説明では、各々の制御系統ａ〜ｅには同一色のＬＥＤ１３を接続した場合について説明したが、同じ制御系統に異なる色のＬＥＤ１３を接続してもよい。例えば、同一色の補色用の白色ＬＥＤ１３ｂを接続した制御系統ｂに、白色ＬＥＤに加え、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを接続するようにしてもよい。
【００５４】
図９は、各々の設定手段２２ａ〜２２ｅで設定されるＰＷＭ制御の光出力値の説明図である。ＰＷＭ制御の光出力値は、ＬＥＤの最大発光出力値に対して０％〜１００％が設定される。図９では、制御系統ａに接続されるＬＥＤ１３ａは１００％、制御系統ｂに接続されるＬＥＤ１３ｂは９５％、制御系統ｃに接続されるＬＥＤ１３ｃは７５％、制御系統ｄに接続されるＬＥＤ１３ｄは５０％、制御系統ｅに接続されるＬＥＤ１３ｅは１２．５％に設定された場合を示している。
【００５５】
制御部２０は、ＤＭＸ信号に基づいて、各制御系統ａ〜ｅに対してＰＷＭ制御の光出力値の範囲内で同じ階調数（例えば１０２４階調）でＰＷＭ制御する。すなわち、制御部２０は、各々の設定手段２２ａ〜２２ｅに設定されたＰＷＭ制御の光出力値の範囲内で同じ階調数で、ＤＭＸ信号に基づいてドライバ２１ａ〜２１ｅのスイッチ素子をＰＷＭ制御する。これにより、ＰＷＭ制御の光出力値が１００％の制御系統ａの白色ＬＥＤ１３ａに対しても、ＰＷＭ制御の光出力値が１２．５％の制御系統ｅの赤色ＬＥＤ１３ｅに対しても、同じ１０２４階調でＰＷＭ制御することになる。従って、赤色ＬＥＤ１３ｅに供給される電源のパルス幅は、白色ＬＥＤ１３ａに供給される電源のパルス幅の１／８となる。
【００５６】
第２の実施の形態によれば、制御系統ａ〜ｅ毎にＰＷＭ制御の最大出力を調整することができるので、同一色のＬＥＤに対してもＰＷＭ制御の最大出力を調整できる。これにより、より精度よく色温度のばらつきを補正できる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態における制御系統に接続されたＬＥＤの点灯階調数の説明図である。この第３の実施の形態は、設定手段２２に設定された光出力値の大きさに応じた階調数で制御系統に接続されたＬＥＤ１３を点灯するようにしたものである。
【００５８】
制御部２０は、人間の目にちらつきを感じさせない周波数でＰＷＭ制御を行いＬＥＤ１３を点灯する。例えば、ＰＷＭ制御の周波数を４．５ｋＨｚ以上でＬＥＤ１３の点灯応答可能な周波数以下とする。ＰＷＭ制御の周波数が４．５ｋＨｚ未満の周波数では、ＬＥＤ１３の点滅が人間の目で認識できるようになり、ちらつきとして見えることがあるからである。
【００５９】
図１０に示すように、例えば、ＰＷＭ制御の周波数を４．５ｋＨｚ以上としＤＭＸ信号のＰＷＭ制御の１周期を８１９２階調とする。また、制御系統ａの設定手段２２ａには光出力値の大きさが１００％に設定され、以下、制御系統ｂの設定手段２２ｂには５０％、制御系統ｃの設定手段２２ｃには２５％、制御系統ｄの設定手段２２ａには１２．５％が設定されているとする。
【００６０】
この場合、制御系統ａは、設定手段２２ａに光出力値の大きさが１００％に設定されているので、制御系統ａに接続されたＬＥＤ１３ａは８１９２階調で点灯制御される。制御系統ｂは、設定手段２２ｂに光出力値の大きさが５０％に設定されているので、その光出力値は制御系統ａの８１９２階調の１／２の４０９６階調で、制御系統ｂに接続されたＬＥＤ１３ｂは点灯制御される。
【００６１】
以下同様に、制御系統ｃに接続されたＬＥＤ１３ｃは、設定手段２２ｃに光出力値の大きさが２５％に設定されているので、その光出力値は制御系統ａの８１９２階調の１／４の２０４８階調で点灯制御され、制御系統ｄに接続されたＬＥＤ１３ｄは、設定手段２２ｄに光出力値の大きさが１２．５％に設定されているので、その光出力値は制御系統ａの８１９２階調の１／８の１０２４階調で点灯制御される。
【００６２】
なお、制御系統ａは８１９２階調、制御系統ｂは４０９６階調、制御系統ｃに接続されたＬＥＤ１３ｃは、設定手段２２ｃは２０４８階調、制御系統ｄは１０２４階調で点灯制御されるが、その変化幅は最も階調数の少ない制御系統ｄの１０２４階調に合わせて変化させる。
【００６３】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、ＬＥＤ配列部から照射される光出力の特性曲線を電球の光出力の特性曲線に近似することができ見かけ上段調光となることを防止できる。
【００６４】
（第４の実施の形態）
前述の第１の実施の形態ないし第３の実施の形態では、ＬＥＤ式スポットライトについて説明したが、ＬＥＤ式スポットライトに代えて、照明装置にも適用可能である。
【００６５】
すなわち、照明装置は光源としてＬＥＤを有しており、例えば、ＬＥＤを用いたホリゾント照明装置や室内の照明用の照明装置等に適用可能である。その場合、ＬＥＤ式スポットライトの集光レンズが不要となる。
【００６６】
第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態の効果を備えた照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ式スポットライトの構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ式スポットライトの正面図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ点灯装置のブロック構成図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における各々の設定手段で設定されるＰＷＭ制御の光出力値の説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ点灯装置の制御部に予め記憶したＬＥＤの光出力変換特性曲線の説明図。
【図６】ＰＷＭ制御の１周期の階調数が少ない場合の電球の光出力の近似特性曲線の説明図。
【図７】本発明の第１の実施の形態においてＰＷＭ制御の１周期の階調数を１０２４以上とした場合の電球の光出力の近似特性曲線の説明図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係わるＬＥＤ式スポットライトのＬＥＤ点灯装置のブロック構成図。
【図９】本発明の第２の実施の形態における各々の設定手段で設定されるＰＷＭ制御の光出力値の説明図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における制御系統に接続されたＬＥＤの点灯階調数の説明図。
【符号の説明】
【００６８】
１１…スポットライト本体、１２…ＬＥＤ配列部、１３…ＬＥＤ、１４…アパーチャ部、１５…アパーチャ、１６…集光レンズ、１７…移動機構、１８…バンドア、１９…ＬＥＤ点灯装置、２０…制御部、２１…ドライバ、２２…設定手段、２３…変換手段、２４…ＰＷＭ制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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