(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの基板に実装され、互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置される複数の光源と；
開口部が形成されるカッターと；
前記複数の光源から発された光のうちの前記開口部を通過した光を結像面に結像させるレンズと；
を具備し、
前記複数の光源は、
第１光を発する複数の第１光源と、
前記第１光より波長が短い第２光を発する複数の第２光源とを含み、
前記複数の光源が配置される領域は、
第１領域と、
前記第１領域を囲む第２領域とを含み、
前記複数の第１光源は、前記第１領域と前記第２領域とに配置され、
前記複数の第２光源は、前記第２領域に配置されないで、前記第１領域に配置される
照明装置。
【請求項２】
前記複数の第１光源は、
第３光を発する複数の第３光源と、
前記第３光より波長が短い第４光を発する複数の第４光源とを含み、
前記第２領域は、
前記第１領域を囲む第３領域と、
前記第３領域の内側で前記第１領域を囲むように、前記第１領域と前記第３領域との間に配置される第４領域とを含み、
前記複数の第３光源は、前記第３領域と前記第４領域とに配置され、
前記複数の第４光源は、前記第３領域に配置されないで、前記第４領域に配置される
請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スタジオや舞台、美術館などにおいて、一部分を集中して照明するスポットライトが知られている。このようなスポットライトは、光源と遮光部材と凸レンズとを備えている。その光源から発された光は、その遮光部材に形成された開口部を通過して、その凸レンズにより集光されることにより、照明される結像面に結像される（特許文献１参照）。このようなスポットライトは、結像面に結像された像に出現する色むらの程度が小さいことが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７５１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、照明される結像面に結像される像に出現する色むらを低減する照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る照明装置は、複数の光源とカッターとレンズとを具備している。その複数の光源は、１つの基板に実装され、互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。そのカッターは、開口部が形成されている。そのレンズは、前記複数の光源から発された光のうちの前記開口部を通過した光を結像面に結像させる。前記複数の光源は、第１光を発する複数の第１光源と、前記第１光より波長が短い第２光を発する複数の第２光源とを含んでいる。前記複数の光源が配置される領域は、第１領域と、前記第１領域を囲む第２領域とを含んでいる。前記複数の第１光源は、前記第１領域と第２領域とに配置されている。前記複数の第２光源は、前記第２領域に配置されないで、前記第１領域に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態の照明装置を示す図である。
【図２】図２は、光源装置を示す平面図である。
【図３】図３は、複数の光源から発された光が結像面に結像する光路を示す光路図である。
【図４】図４は、変形例の光源装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下で説明する実施形態に係る照明装置１は、複数の光源１８とカッター５とレンズ３とを具備している。複数の光源１８は、１つの基板１７に実装され、互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。カッター５は、開口部８が形成されている。レンズ３は、複数の光源１８から発された光のうちの開口部８を通過した光を結像面１２に結像させる。複数の光源１８は、第１光を発する複数の第１光源と、その第１光より波長が短い第２光を発する複数の第２光源とを含んでいる。複数の光源１８が配置される領域２１（４２）は、第１領域２２（４３）と、第１領域２２を囲む第２領域２３（４４、４５）とを含んでいる。その複数の第１光源は、第１領域２２と第２領域２３とに配置されている。その複数の第２光源は、第２領域２３に配置されないで、第１領域２２に配置されている。
【０００８】
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置の複数の第１光源は、第３光を発する複数の第３光源と、第３光より波長が短い第４光を発する複数の第４光源とを含んでいる。第２領域４４、４５は、第１領域４３を囲む第３領域４５と、第３領域４５の内側で第１領域４３を囲むように、第１領域４３と第３領域４５との間に配置される第４領域４４とを含んでいる。その複数の第３光源は、第３領域４５と第４領域４４とに配置されている。その複数の第４光源は、第３領域４５に配置されないで、第４領域４４に配置されている。
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態に係る照明装置を説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【００１０】
［実施形態］
［照明装置の構成］
図１は、実施形態の照明装置１を示す図である。照明装置１は、図１に示されているように、光源装置２と結像レンズ３とカッター装置５とを備え、図示されていないベースを備えている。光源装置２は、ベースに固定されている。光源装置２は、ユーザの操作により光を発する。結像レンズ３は、凸レンズから形成されている。結像レンズ３は、光源装置２から発される光に照らされるように光源装置２の前方に配置され、その凸レンズの光軸７が光源装置２に交差するように、配置されている。結像レンズ３は、さらに、光軸７に平行に平行移動可能にベースに支持されている。結像レンズ３は、さらに、光源装置２から所定の位置だけ離れた位置に配置されるように、ベースに固定されている。
【００１１】
カッター装置５は、可視光を透過しない材料から形成され、板状に形成され、開口部８が形成されている。カッター装置５は、光軸７に垂直である平面に沿うように光源装置２と結像レンズ３との間に配置され、光軸７に平行に平行移動可能にベースに支持されている。カッター装置５は、結像レンズ３から所定の位置だけ離れた位置に配置されるように、ベースに固定されている。カッター装置５は、さらに、図示されていない複数のカッター羽根を備えている。複数のカッター羽根は、それぞれ、可視光を透過しない材料から形成され、板状に形成されている。複数のカッター羽根は、カッター装置５に沿うように開口部８の周囲に配置され、カッター装置５に沿って移動することができるように、カッター装置５に支持されている。カッター装置５は、複数のカッター羽根が移動されることにより、開口部８の形状が変化する。
【００１２】
図１は、さらに、照明装置１により照明されるスクリーン１１を示している。スクリーン１１は、平坦である結像面１２が形成されている。スクリーン１１は、照明装置１から所定の距離だけ離れた位置に、結像面１２が光軸７に垂直になるように配置されている場合で、照明装置１により照明されたときに、結像面１２に投射光１４が結像される。投射光１４の形状は、開口部８の形状に対応する。
【００１３】
［複数の光源］
図２は、光源装置２を示す平面図である。光源装置２は、図２に示されているように、ＬＥＤモジュール１６を備えている。ＬＥＤモジュール１６は、光源装置２のうちの結像レンズ３に対向する面に配置されている。ＬＥＤモジュール１６は、チップオンボード（ＣＯＢ：Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）型のモジュールであり、基板１７と複数の光源１８を備えている。基板１７は、平坦である板状に形成されている。複数の光源１８は、それぞれ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）から形成されている。複数の光源１８は、基板１７の一方の面のうちの互いに異なる複数の位置にそれぞれ配置され、基板１７に実装されている。複数の光源１８は、それぞれ、基板１７から電力が供給されることにより発光する。
【００１４】
基板１７の面のうちの複数の光源１８が配置される領域２１は、内側領域２２と外側領域２３とから形成されている。内側領域２２は、結像レンズ３の光軸７と交差するように、領域２１の概ね中央に配置されている。外側領域２３は、内側領域２２を囲むように形成されている。
【００１５】
複数の光源１８は、複数の白色光源と複数の赤色光源と複数の緑色光源と複数の青色光源とから形成されている。その複数の白色光源は、光源装置２に制御されることにより、それぞれ白色の光を発する。その白色光は、赤色光と緑色光と青色光とを含み、赤色光と緑色光と青色光とが混色されて形成されている。その複数の赤色光源は、光源装置２に制御されることにより、それぞれ赤色の光を発する。その複数の緑色光源は、光源装置２に制御されることにより、それぞれ緑色の光を発する。その複数の緑色光源が発する緑色光は、その複数の赤色光源が発する赤色光より波長が短い。その複数の青色光源は、光源装置２に制御されることにより、それぞれ青色の光を発する。その複数の青色光源が発する青色光は、その複数の緑色光源が発する緑色光より波長が短い。
【００１６】
このとき、その複数の白色光源は、外側領域２３に配置されないで、内側領域２２のみに配置されている。その複数の赤色光源は、内側領域２２と外側領域２３との両方に配置されている。その複数の緑色光源は、内側領域２２と外側領域２３との両方に配置されている。その複数の青色光源は、外側領域２３に配置されないで、内側領域２２のみに配置されている。
【００１７】
光源装置２は、ユーザの操作により、複数の白色光源から発される白色光の強度と複数の赤色光源から発される赤色光の強度と複数の緑色光源から発される緑色光の強度と複数の青色光源から発される青色光の強度とを互いに独立に調整する。照明装置１は、複数の光源１８から発される光の強度がこのように調整されることにより、投射光１４の色を様々な色に調整することができる。
【００１８】
［複数の光源から出た光が結像面に結像する光路］
図３は、複数の光源１８から発された光が結像面１２に結像する光路を示す光路図である。複数の光源１８から発された光は、図３に示されているように、一部の光がカッター装置５の開口部８を通過し、残りの光がカッター装置５により遮光される。開口部８を通過した光は、一部が結像レンズ３に入射する。結像レンズ３に入射した光は、結像レンズ３により形成されている屈折面で屈折する。結像レンズ３により屈折した光は、結像面１２を照明し、結像面１２に結像される。結像面１２に結像された投射光１４の形状は、カッター装置５の開口部８の形状に相似である。
【００１９】
複数の光源１８のうちの領域２１の縁に配置されている光源３１から発された光のうちの開口部８の反対側の縁３２を通過した光３３は、結像レンズ３の縁３４に入射する。光３３は、結像レンズ３の縁３４に入射すると屈折する。光３３は、結像レンズ３で屈折したときに、色収差により分散し、結像面１２のうちの光軸７に垂直である方向に幅を有する範囲３５に投影される。このとき、範囲３５のうちの光軸７から遠い側は、光３３のうちの波長の短い光が投影され、範囲３５のうちの光軸７に近い側は、光３３のうちの波長の長い光が投影される。
【００２０】
複数の光源１８のうちの領域２１の概ね中央に配置されている光源３６から発された光のうちの開口部８の縁３２を通過した光３７は、結像レンズ３のうちの縁３４より光軸７に近い側の部分３８に入射する。光３７は、結像レンズ３の部分３８に入射すると屈折する。光３７は、結像レンズ３で屈折したときに、色収差により分散し、結像面１２のうちの光軸７に垂直である方向に幅を有する範囲３９に投影される。このとき、範囲３９のうちの光軸７から遠い側は、光３７のうちの波長の短い光が投影され、範囲３９のうちの光軸７に近い側は、光３７のうちの波長の長い光が投影される。
【００２１】
このため、結像面１２に結像された投射光１４は、複数の光源１８の全部が白色光を発するときに、投射光１４の縁に短波長の光が投影され、投射光１４の縁が青みを帯び、投射光１４の縁と投射光１４の中央とで色が異なる色むらが出現する。
【００２２】
ここで、光３３が結像レンズ３の縁３４の表面に入射する入射角は、光源３１が光源３６より光軸７から遠い側に配置されていることにより、光３７が結像レンズ３の部分３８の表面に入射する入射角より大きい。さらに、結像レンズ３の縁３４を透過する光が結像面１２の側の表面に入射する入射角は、結像レンズ３の部分３８を透過する光が結像面１２の側の表面に入射する入射角より大きい。このため、光３３が結像レンズ３の表面を屈折することにより分散する程度は、光３７が結像レンズ３の表面を屈折することにより分散する程度より大きく、範囲３５の幅は、範囲３９の幅より大きい。さらに、範囲３５は、範囲３５が範囲３９より広いことにより、範囲３９に比較して、短波長の光が投影される部分の幅が広く、青みを帯びている部分の幅が広い。範囲３５は、光源３１から発された光が短波長の光を含んでいないときに、光軸７から遠い側の端が光軸７に近い側に移動し、範囲３５のうちの青みを帯びている部分の幅が小さくなる。
【００２３】
投射光１４の縁には、複数の光源１８から発される光が投影されている。複数の光源１８のうちの白色光源と青色光源とは、赤色光源と緑色光源とが発する光より波長が短い光（青色光）を発している。白色光源と青色光源とから発される光は、白色光源と青色光源とが内側領域２２に配置されていることにより、投射光１４の縁に投影されるときに、投射光１４の縁に形成される青みを帯びた領域の幅が比較的小さい。赤色光源と緑色光源とから発される光は、波長が短い光（青色光）を含んでいないことにより、投射光１４の縁に投影されるときに、投射光１４の縁に青みを帯びた領域を形成しない。すなわち、投射光１４の縁の青みを帯びている部分の幅は、外側領域２３に配置された光源から発された光が短波長の光を含んでいないときに、外側領域２３に配置された光源から発された光が短波長の光を含んでいるときに比較して、小さくなる。このため、実施形態の照明装置１は、複数の光源１８のうちの複数の白色光源と複数の青色光源とが外側領域２３に配置されていないことにより、投射光１４の縁に青みを帯びる部分の幅を小さくすることができる。実施形態の照明装置１は、投射光１４の縁に青色の光が投影される部分の幅を小さくすることにより、投射光１４の色むらを目立たなくすることができ、投射光１４の色むらの程度を低減することができる。
【００２４】
ところで、実施形態の照明装置の結像レンズ３は、１つの凸レンズから形成されているが、複数の凸レンズから形成されてもよい。実施形態の照明装置１は、複数の凸レンズから形成されている他の結像レンズに結像レンズ３が置換された場合でも、外側領域２３に短波長の光を発しない光源が配置されることにより、投射光１４の色むらの程度を低減することができる。
【００２５】
なお、実施形態の照明装置１のカッター装置５は、開口部８の形状が可変であるが、開口部８の形状が固定されてもよい。実施形態の照明装置１は、開口部８の形状が固定されている他のカッター装置にカッター装置５が置換された場合でも、外側領域２３に短波長の光を発しない光源が配置されることにより、投射光１４の色むらの程度を低減することができる。
【００２６】
なお、実施形態の照明装置１の光源装置２は、発する光の色が互いに異なる４種の光源を備えているが、色が互いに異なる２種の光源を備えていればよい。たとえば、光源装置２は、第１光を発する複数の第１光源と、第１光より波長が短い第２光を発する複数の第２光源とを備えている。このとき、複数の第１光源は、内側領域２２と外側領域２３との両方に配置される。複数の第２光源は、外側領域２３に配置されないで、内側領域２２にのみ配置される。照明装置１は、複数の光源１８がこのような複数の第１光源と複数の第２光源とに置換された場合でも、投射光１４の縁に波長が短い光が投影される部分の幅を小さくすることにより、投射光１４の色むらの程度を低減することができる。
【００２７】
なお、実施形態の照明装置１の光源装置２は、ＣＯＢ型のＬＥＤモジュール１６を備えているが、ＣＯＢ型と異なる他の構造のＬＥＤモジュールを備えてもよい。そのＬＥＤモジュールとしては、セラミックや樹脂などで成形したキャビティの中に配置されたＬＥＤチップが１つの基板に複数実装された表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤモジュールが例示される。照明装置１は、このようなＬＥＤモジュールが適用された場合でも、短波長の光を発する光源が外側領域２３に配置されないように、複数の光源１８が配置されることにより、色むらの程度を低減することができる。
【００２８】
［変形例］
図４は、変形例の光源装置４０を示す平面図である。その変形例の光源装置４０は、既述の光源装置２と同様にして、図４に示されているように、複数の光源４１を備えている。複数の光源４１が配置される領域４２は、内側領域４３と中間領域４４と外側領域４５とから形成されている。内側領域４３は、結像レンズ３の光軸７と交差するように、領域４２の概ね中央に配置されている。中間領域４４は、内側領域４３を囲むように形成されている。外側領域４５は、中間領域４４のさらに外側を囲むように形成されている。すなわち、領域４２は、中間領域４４が内側領域４３と外側領域４５との間に挟まれるように、形成されている。
【００２９】
複数の光源４１は、既述の複数の光源１８と同様にして、複数の白色光源と複数の赤色光源と複数の緑色光源と複数の青色光源とから形成されている。このとき、その複数の白色光源は、外側領域４５と中間領域４４とに配置されないで、内側領域４３のみに配置されている。その複数の赤色光源は、内側領域４３と中間領域４４と外側領域４５との全部に配置されている。その複数の緑色光源は、外側領域４５に配置されないで、内側領域４３と中間領域４４との両方に配置されている。その複数の青色光源は、外側領域４５と中間領域４４とに配置されないで、内側領域４３のみに配置されている。
【００３０】
このような光源装置４０が設けられた照明装置は、複数の青色光源が外側領域４５と中間領域４４とに配置されないことにより、既述の照明装置１と同様にして、投射光１４の縁に青みを帯びた部分の幅を小さくすることができる。緑色の光は、青色の光より波長が長く、赤色の光より波長が短い。緑色の光は、青色の光と同様にして、結像レンズ３の色収差により、投射光１４の縁に色むらを出現させる。このため、このような照明装置は、さらに、複数の緑色光源が外側領域４５に配置されないことにより、投射光１４の縁に出現する色むらを低減することができる。
【００３１】
なお、本変形例では、複数の光源４１が複数の白色光源を含んでいるが、複数の白色光源を省略してもよい。このような照明装置は、複数の白色光源が省略された場合でも、中間領域４４と外側領域４５とに短波長の光の光源を配置しないことにより、投射光１４の縁に出現する色むらを低減することができる。
【００３２】
なお、本変形例では、複数の光源４１が複数の赤色光源と複数の緑色光源と複数の青色光源とを含んでいるが、他の色の組み合わせでもよい。この場合でも、３種の光源のうちの最も短波長の光を発する光源が中間領域４４と外側領域４５とに配置されないで、かつ、２番目に短波長である光を発する光源が外側領域４５に配置されない。照明装置は、３種の光源がこのように配置されることにより、投射光１４の縁に出現する色むらを低減することができる。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１  ：照明装置
２  ：光源装置
３  ：結像レンズ
５  ：カッター装置
７  ：光軸
８  ：開口部
１１：スクリーン
１２：結像面
１４：投射光
１６：ＬＥＤモジュール
１７：基板
１８：複数の光源
２２：内側領域
２３：外側領域
４０：光源装置
４１：複数の光源
４３：内側領域
４４：中間領域
４５：外側領域
【図１】
0006558290.tif 000002
【図２】
0006558290.tif 000003
【図３】
0006558290.tif 000004
【図４】
0006558290.tif 000005