(57)【要約】【課題】外部への出射光の形状を変更できる安価なスポットライトを提供する。【解決手段】アパーチャ４を有した灯体ケース３に、光源部11、導光管15及びＬＥＤ点灯回路13を収容する。光源部11は、多数のＬＥＤ12を有してアパーチャ４に向け光を出射する。導光管15は、光源部11で蓋をされるように設けられる入り側開口及びアパーチャに連続する出側開口を有し、光源部11の光出力をアパーチャ４に集光させる光路15cを区画形成する。点灯回路13を導光管15の外側に配置する。アパーチャ４とこれを通過した光を集光して出射するレンズ16a,16bとの間に光形状付与ユニット21を出し入れ可能に配置する。ユニット21は、アパーチャ４を通過した光をレンズ16a,16bに導く導管24、及び着脱可能でレンズに入射される光に所望の形状を与える熱可塑性合成樹脂製のフィルタ25を備える。導管24を、光路15c以外の灯体ケース３内とは区画するとともにアパーチャ４を介して光路15cのみと連通するように配置する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似光源部となるアパーチャを有した灯体ケースと；
この灯体ケースに収容され多数個のＬＥＤを有して前記アパーチャに向けて光を出射する光源部と；
この光源部で蓋をされるように設けられる入り側開口及びこの入り側開口より小さく形成されて前記アパーチャに連続する出側開口を有して前記灯体ケースに収容され、前記光源部の光出力を前記アパーチャに集光させる光路を区画形成した導光管と；
この導光管の外側に位置して前記灯体ケースに収容されたＬＥＤ点灯回路と；
前記アパーチャを通過した光を集光して出射するレンズと；
前記光路以外の前記灯体ケース内とは区画されるとともに前記アパーチャを介して前記光路のみと連通するように前記灯体ケースに対して配置され前記アパーチャを通過した光を前記レンズに向けて導く導管、及び着脱可能で前記レンズに入射される光に所望の形状を与える熱可塑性合成樹脂製のフィルタを備えて、前記レンズと前記アパーチャとの間に出し入れ可能に配置された光形状付与ユニットと；
を具備したことを特徴とするスポットライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば舞台やテレビスタジオ等で使用されるスポットライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を用い、これらＬＥＤから出射された光を導光管で導いて円形又は四角形のアパーチャに通過させ、このアパーチャから出射された光をレンズにより集光して外部に出射するスポットライトが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このスポットライトでは、発光色が異なるＬＥＤからの光がアパーチャで混ざり合うので配光むらを軽減できるとともに、擬似光源となるアパーチャに向かわない光や迷光を導光管でアパーチャに導いて光出力の効率を向上できる。更に、このスポットライトは、擬似光源をなすアパーチャが円形又は四角形であるから、アパーチャの形状に応じた投影形状の光を外部に出射できる。
【特許文献１】特開２００５−１５８６９９号公報（段落0069−0112、図１−図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外部への出射光の形状をアパーチャの形状で規定している特許文献１に記載のスポットライトでは、アパーチャがスポットライト本体に固定されているので、外部への出射光の形状を変更できない。
【０００５】
又、特許文献１のスポットライトは、スポットライト本体内にＬＥＤ光源、導光管、アパーチャを有したアパーチャ部、レンズ等を配置しており、導光管は、その入射側開口をＬＥＤ光源から離すとともに出射側開口をアパーチャ部から離して、これらＬＥＤ光源とアパーチャ部との間に配置されている。又、光源のＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯回路は、導光管等とともにスポットライト本体内に配置されることが一般的である。
【０００６】
特許文献１のスポットライトは、導光管によってＬＥＤの光を効率的にアパーチャに導くことができるが、ＬＥＤ点灯回路より発生した熱がスポットライト本体内に放出されるので、この熱が対流により導光管内、つまり、光路をアパーチャ部に向けて流通する。こうした熱対流によってアパーチャ部の温度は高温となり易い。又、レンズが配置された前部領域は、スポットライト本体の内部であり、この本体内でのＬＥＤ点灯回路を起点とする熱の対流により導光管等が配置された後部領域と同じ温度となり、比較的高温に維持される。このため、アパーチャ部の熱は前記前部領域には放出し難い。
【０００７】
したがって、アパーチャ部でスポットライト本体の外部への出射光の形状を規定することに代えて、種板と称する光形状規制板をスポットライト本体に設けようとする場合には、この光形状規制板を金属や耐熱ガラス等の耐熱材料で作る必要がある。こうした材料からなる光形状規制板は、材料自体のコストが高いことに加えて、自主製作が難しく専門の業者に委託して出射光の形状を規定する加工が必要であるので、コスト高である。
【０００８】
本発明の目的は、外部への出射光の形状を変更できる安価なスポットライトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明のスポットライトは、擬似光源部となるアパーチャを有した灯体ケースと；この灯体ケースに収容され多数個のＬＥＤを有して前記アパーチャに向けて光を出射する光源部と；この光源部で蓋をされるように設けられる入り側開口及びこの入り側開口より小さく形成されて前記アパーチャに連続する出側開口を有して前記灯体ケースに収容され、前記光源部の光出力を前記アパーチャに集光させる光路を区画形成した導光管と；この導光管の外側に位置して前記灯体ケースに収容されたＬＥＤ点灯回路と；前記アパーチャを通過した光を集光して出射するレンズと；前記光路以外の前記灯体ケース内とは区画されるとともに前記アパーチャを介して前記光路のみと連通するように前記灯体ケースに対して配置され前記アパーチャを通過した光を前記レンズに向けて導く導管、及び着脱可能で前記レンズに入射される光に所望の形状を与える熱可塑性合成樹脂製のフィルタを備えて、前記レンズと前記アパーチャとの間に出し入れ可能に配置された光形状付与ユニットと；を具備したことを特徴とする。
【００１０】
この発明では、光源部の各ＬＥＤから出射された光を導光管によりアパーチャに向けて集光させながら導くので、この導光管内面での光の反射により光の混合を促進させつつ、擬似光源となるアパーチャでの光出力の効率を向上でき、そして、アパーチャを通った光をフィルタに通して光の形状を規定し、それをレンズに集光させスポットライト光として外部に出射できる。
【００１１】
又、光源部が有した各ＬＥＤはハロゲン電球や放電ランプに比較して輻射熱が少ないことに加えて、ＬＥＤ点灯回路を基点とする灯体ケース内での熱の対流が導光管を通ることを光源部によって抑制できるとともに、灯体ケース内に対し区画して配置された光形状付与ユニットのフィルタが、灯体ケース内のＬＥＤ点灯回路が放出した熱を受け難いので、アパーチャに対向してその光出射側に配置されたフィルタの温度上昇を抑制できる。したがって、フィルタに高い耐熱性を要求されることがなくなり、このフィルタを熱可塑性合成樹脂製とすることができ、それに伴いコストを低減できる。しかも、フィルタは、レンズとアパーチャとの間に出し入れ可能な光形状付与ユニットの導管に対して着脱可能であるので、外部への出射光の形状を規定する部分が異なる複数種類の熱可塑性合成樹脂製フィルタの中から使用目的に応じたフィルタを選択して用いることにより、選択されたフィルタが規定する形状のスポットライト光を外部に出射できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスポットライトによれば、アパーチャと対向するフィルタの温度上昇が抑制されることで、熱可塑性合成樹脂製のフィルタを使用できることから、外部への出射光の形状を安価に規定できるとともに、フィルタを交換することで出射光の形状を変更できる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図３を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１中符号１は舞台やテレビスタジオ等で使用されるスポットライトを示している。このスポットライト１は、スポットライト本体２と、光形状付与ユニット２１とを備えている。
【００１５】
スポットライト本体２は、この本体２の後側部位をなす灯体ケース３と、スポットライト本体２の前側部位をなす光学ケース７とを、複数例えば上側二本の連結棒８ａと下側二本の連結棒８ｂ（いずれも一方のみ図２に示す）で連結して形成されている。灯体ケース３と光学ケース７との間は光形状付与ユニット２１が出し入れされるユニット配置スペースとなっており、このスペースは図１に示すように着脱可能な側面カバー板９ａ及び上面カバー板９ｂで囲まれている。
【００１６】
灯体ケース３は金属製例えば軽量で且つ放熱性に優れたアルミニウム合金等で形成されている。図２に示すように連結棒８ａ，８ｂの後端が固定された灯体ケース３の前壁３ａはアパーチャ板として用いられており、この前壁３ａの中央部にはアパーチャ４が設けられている。アパーチャ４の形状は、特に限定されないが、孔加工の容易性等から円形であることが好ましい。灯体ケース３の後壁３ｂの外面には放熱フィン５が設けられているとともに、灯体ケース３の上壁３ｃの外面にも後部側に寄せて放熱フィン６が設けられている。
【００１７】
灯体ケース３には、光源部１１と、ＬＥＤ点灯回路１３と、導光管１５とが夫々収容されている。
【００１８】
光源部１１は灯体ケース３の後壁３ｂの内面に伝熱的に取付けられている。この光源部１１は、電気絶縁性のＬＥＤ配列部１１ａの前面に多数個のＬＥＤ（発光ダイオード）１２を高密度に実装して形成された面状光源からなる。多数個のＬＥＤ１２は、光源部１１を前方から見て、言い換えれば、アパーチャ４側から見て同心円状に配列されている。好ましい例として各ＬＥＤ１２は、それらから出射される光ビームがアパーチャ４に指向するようにＬＥＤ配列部１１ａに取付けられている。なお、多数個のＬＥＤ１２の配列は同心円状には制約されない。各ＬＥＤ１２には、すべてを同一色例えば白色を発光するものを用いることができ、或いは、白色を発光する白色ＬＥＤと、赤色、青色等の有色を発光する有色ＬＥＤとを混在させて用いることもできる。
【００１９】
光源部１１の各ＬＥＤ１２の発光はＬＥＤ点灯回路１３により制御される。このＬＥＤ点灯回路１３は例えばＬＥＤ１２に供給される電源を所定の周波数でＰＷＭ（パルス幅）制御することにより、ＬＥＤ１２の発光出力を制御する。ＬＥＤ点灯回路１３は、導光管１５の外側、言い換えれば、この導光管１５が形成する後述する光路から外れた位置、例えば灯体ケース３の下壁３ｄに寄せて配置されている。
【００２０】
図３に示すように導光管１５は、一端に入り側開口１５ａを有し、他端に入り側開口１５ａより小さい出側開口１５ｂを有した円錐台状の管からなる。導光管１５の内面は鏡面又は白色となっている。導光管１５の出側開口１５ｂはアパーチャ４と同径又はそれより大径である。なお、導光管１５の形状は円錐台状に限らず、例えば多角形状などいずれの形状でもよい。
【００２１】
図２に示すように導光管１５は、その入り側開口１５ａを光源部１１の外周に嵌合させるとともに、出側開口１５ｂを囲んだ導光管１５の前端フランジ１５ｄをアパーチャ板としての前壁３ａに当接させることによって、出側開口１５ｂをアパーチャ４に連続させて配置されている。この配置により、導光管１５の入り側開口１５ａが光源部１１で蓋をされるようになっているとともに、導光管１５の入り側開口１５ａとアパーチャ板としての前壁３ａとの間に隙間がないので、導光管１５の内部と外部とが区画されている。したがって、導光管１５は、その内空部からなる光路１５ｃ、つまり、光源部１１の光出力をアパーチャ４に集光させる光路１５ｃを区画形成している。導光管１５の周囲の空間部に既述のようにＬＥＤ点灯回路１３が収容されている。又、導光管１５は金属製であり、その前端フランジ１５ｄはアパーチャ板としての前壁３ａに伝熱的に接続されている。
【００２２】
光学ケース７は灯体ケース３と同様に金属製例えば軽量で且つ放熱性に優れたアルミニウム合金等で形成されている。図２に示すように光学ケース７には第１のレンズ１６ａとこの前方に配置された第２のレンズ１６ｂとが収容されている。アパーチャ４の前側(光出射側)に配置された第１のレンズ１６ａと第２のレンズ１６ｂとは、集光用であり、例えば球面レンズが用いられている。これらのレンズ１６ａ，１６ｂは、前後方向に移動可能に設けられており、図１に示すフォーカスハンドル１７ａを操作することにより動作されるフォーカス機構１７を介して移動される。こうしたフォーカス動作により被照射面での照射面積を連続的に変化させ又は光量を連続的に変化させることができる。レンズ１６ａ，１６ｂの光軸上にアパーチャ４の中心及び光源部１１の中心が位置されている。
【００２３】
スポットライト本体２の前端をなしている光学ケース７の前端には、レンズ１６ａ，１６ｂが集光した光を通過可能な出射開口７ａが開けられている。光学ケース７の前端部には上方に開放したフィルタホルダ枠１８が設けられ、このホルダ枠１８には図２に示されるようにフィルタホルダ１９が上方から挿脱可能に取付けられている。フィルタホルダ１９にはカラーフィルタ２０が着脱自在にセットされていて、このカラーフィルタ２０が出射開口７ａを前側から覆うようになっている。
【００２４】
レンズ１６ａ，１６ｂとアパーチャ４との間に配設して使用される光形状付与ユニット２１は、図１に示すようにベース板２２と、フィルタ配設部材２３と、導管２４とを備えている。ベース板２２とフィルタ配設部材２３は着脱可能な重なり状態に組合わされている。導管２４は遮光性材料により短い円筒状に形成されていて、フィルタ配設部材２３に取付けられている。
【００２５】
フィルタ配設部材２３には、スポットライト本体２の外部に出射される光の形状を規定するフィルタ２５が取付けられている。このフィルタ２５は、ベース板２２から外された状態のフィルタ配設部材２３に対して着脱されるものであり、透光性を有した熱可塑性合成樹脂で形成されており、例えばＯＨＰ（オーバー・ヘッド・プロジェクター）用の透明シート（ＯＨＰシートと通称されている。）を加工して好適に用いることができる。ここに、加工とは、光の形状を規定するために、例えば円形や四角形等の光の通過を許す形状規定部を残して、その周囲を遮光するための加工を指しており、例えば、形状規定部以外の箇所に遮光性又は反射性のシートを貼り付けること等により実施できる。
【００２６】
光形状付与ユニット２１は、前記側面カバー板９ａ及び上面カバー板９ｂを外した状態で、ユニット配置スペースにその上方から出し入れされる。この場合、光形状付与ユニット２１は、上側の二本の連結棒８ａを避けてこれらの間を通り、かつ、灯体ケース３の前壁３ａに設けた受け部３ｅ（図１参照）に沿って挿脱されるとともに、この受け部３ｅで所定位置に位置決めされるようになっている。
【００２７】
導管２４は、図２に示すように光形状付与ユニット２１が適正に位置決めされた状態で、光路１５ｃ以外の灯体ケース３内とは前壁３ａにより区画されている。これとともに、導管２４は、アパーチャ４を介して光路１５ｃのみと連通するように灯体ケース３に対して配置されている。又、導管２４は、アパーチャ４を通過して光を光学ケース７の後壁に開口した入射開口７ｂを通してレンズ１６ａ，１６ｂに向けて導くために設けられている。
【００２８】
前記スポットライト１は、その光源部１１のＬＥＤ１２をＬＥＤ点灯回路１３で点灯させて使用される。それにより、各ＬＥＤ１２から前方に出射された光は、導光管１５で集光されつつアパーチャ４に入射されて、このアパーチャ４を通過する。
【００２９】
光源部１１は面状光源であるが、以上のように光源部１１よりかなり小径なアパーチャ４を通過させることにより点状光源に変換し、このアパーチャ４を擬似光源とできる。この場合、光源部１１の各ＬＥＤ１２から出射された光を、円錐台状の導光管１５によりアパーチャ４に向けて集光しながら導くため、アパーチャ４に入射しない方向に放射された光や迷光も集光できる。それにより、擬似光源となるアパーチャ４での光出力の効率を向上できる。
【００３０】
しかも、異なる色のＬＥＤ１２からの光がアパーチャ４に集光されるに伴い混ざり合うことに加えて、それ以前に、導光管１５の内面での光の反射により光の混合が促進される。したがって、異なる色のＬＥＤ１２からの光による配光むらを軽減できる。
【００３１】
そして、擬似光源としてのアパーチャ４から前方に出射された光は、アパーチャ４に対して至近距離で前側から対向しているフィルタ２５を通過する。それにより、フィルタ２５で規定された形状の光となった後に、導管２４を通って光学ケース７内に導かれ、第１のレンズ１６ａ及び第２のレンズ１６ｂで集光されてから、光学ケース７の出射開口７ａ及びカラーフィルタ２０を通って、スポットライト本体２の外部にスポットライト光として出射される。
【００３２】
ところで、灯体ケース３と光学ケース７との間に配設された光形状付与ユニット２１は、スポットライト本体２に対して外部から任意に出し入れできる。そして、光形状付与ユニット２１が有したフィルタ２５は、光形状付与ユニット２１のフィルタ配設部材２３に対して着脱できる。
【００３３】
このため、外部への出射光の形状を規定する部分が異なる複数種類のフィルタを用意して置いて、それらの中から使用目的に応じたフィルタ２５を選択してフィルタ配設部材２３にセットした後に、光形状付与ユニット２１をスポットライト本体２に取付けて、スポットライト１を使用することにより、選択されたフィルタ２５により規定された形状のスポットライト光をスポットライト本体２外に出射できる。
【００３４】
又、前記構成のスポットライト１の使用時には、灯体ケース３に収容されているＬＥＤ点灯回路１３が発熱し、このＬＥＤ点灯回路１３を起点とする熱の対流が灯体ケース３内に形成される。しかし、導光管１５の入り側開口１５ａは光源部１１で略蓋をされている状態にあることに加えて、導光管１５の出側開口１５ｂを囲んだ前端フランジ１５ｄがアパーチャ４を囲んで灯体ケース３の前壁３ａに当接している。言い換えれば、導光管１５の光路１５ｃは、導光管１５を囲んだ灯体ケース３の内部空間３ｆ（図２参照）に対して実質的に非連通状態となって独立している。
【００３５】
このため、灯体ケース３内に生起された前記熱の対流が光路１５ｃを通らないようにできるに伴い、対流による熱が、アパーチャ４に対向しているフィルタ２５に波及することを防止できる。
【００３６】
しかも、フィルタ２５を有した光形状付与ユニット２１のフィルタ配設部材２３及び導管２４は、灯体ケース３の内部空間３ｆに対して灯体ケース３の前壁３ａで区画されているので、導管２４の内部に前記内部空間３ｆの空気が流れ込んで、導管２４内の温度が前記内部空間３ｆと略同じ温度となることがない。このため、ハロゲン電球や放電ランプに比較して発熱に伴う輻射熱が少ないＬＥＤ１２によりフィルタ２５が僅かながらも加熱されて熱を帯びても、このフィルタ２５の熱を、導管２４内及びこの導管２４を通して熱源がない光学ケース７側に放出できる。
【００３７】
以上の諸理由によりスポットライト点灯時にフィルタ２５の温度が低く抑制されることにより、このフィルタ２５を金属やガラスに比較して遥かに耐熱温度が低い熱可塑性合成樹脂で作ることができる。そのため、フィルタ２５の材料コストが金属やガラスに比較して安価になるとともに、ＯＨＰシートを加工してフィルタ２５とする場合には、専門の業者に委託せずとも容易に加工できるので、低コストで複数種類のフィルタ２５を用意できる。したがって、フィルタ２５のコストを低減できる。
【００３８】
以上のように本実施形態によれば、熱可塑性合成樹脂からなるフィルタ２５の採用が可能であることから、スポットライト本体２の外部への出射光の形状を安価に規定できるとともに、フィルタ２５の交換により出射光の形状を任意に変更できるスポットライト１を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るスポットライトの構成を示す斜視図。
【図２】図１のスポットライトの構成を概略的に示す断面図。
【図３】図１のスポットライトが備える導光管を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１…スポットライト、２…スポットライト本体、３…灯体ケース、３ａ…アパーチャ板を兼ねる灯体ケースの前壁、３ｆ…灯体ケースの内部空間、４…アパーチャ、７…光学ケース、８ａ，８ｂ…連結棒、１１…光源部、１２…ＬＥＤ、１３…ＬＥＤ点灯回路、１５…導光管、１５ａ…入り側開口、１５ｂ…出側開口、１５ｃ…光路、１６ａ，１６ｂ…レンズ、２１…光形状付与ユニット、２３…フィルタ配設部材、２４…導管、２５…フィルタ
【図１】
2008091305.tif 000003
【図２】
2008091305.tif 000004
【図３】
2008091305.tif 000005