(57)【要約】  投光照明は、全体方向ＡＡを持つ平行ビームを生成するための手段１１０と、前記平行ビームから複数の収束ビームを生成するための第１収束レンズアレイ１２０と、前記第１レンズアレイと平行且つ一体的な第２レンズアレイ１３０とを有する。前記投光照明は、前記平行ビームの前記全体方向に対して垂直な軸を中心にして前記第１及び第２レンズアレイを同時に回転させるための手段を更に有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体方向を持つ平行ビームを生成するための手段と、前記平行ビームから複数の収束ビームを生成するための第１収束レンズアレイと、前記第１レンズアレイと平行且つ一体的な第２レンズアレイとを有する投光照明であって、前記投光照明が、前記平行ビームの前記全体方向に対して垂直な軸を中心にして前記第１及び第２レンズアレイを同時に回転させるための手段を更に有する投光照明。
【請求項２】
前記第２レンズアレイが、前記収束ビームの光線が収束する面に設置される請求項１に記載の投光照明。
【請求項３】
前記収束レンズアレイが、中央ゾーンと、前記中央ゾーンの周りの周囲ゾーンとを有し、前記中央ゾーンのレンズが、前記周囲ゾーンのレンズの焦点距離より長い焦点距離を持ち、前記中央ゾーン及び前記周囲ゾーンが、前記収束レンズアレイが単一の収束面を持つように配設される請求項２に記載の投光照明。
【請求項４】
前記投光照明が、前記第２レンズアレイの出口のビームからコリメートビームを生成するための第３収束レンズアレイを更に有し、前記第３収束レンズアレイが、前記第１及び第２レンズアレイと平行且つ一体的である請求項２に記載の投光照明。
【請求項５】
前記投光照明が、平行ビームを生成するための前記手段の周りに配置されるフレームを有し、前記フレームが、傾斜可能であり、前記レンズアレイのための支持体を構成する請求項１に記載の投光照明。
【請求項６】
平行ビームを生成するための前記手段が、光源と、コリメート手段とを有する請求項１に記載の投光照明。
【請求項７】
平行ビームから複数の収束ビームを生成するための第１収束レンズアレイと、前記第１レンズアレイと平行且つ一体的な第２レンズアレイとを有するレンズ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な照明アプリケーションにおいて用いられるよう意図される投光照明に関する。本発明は、とりわけ、ステージ照明、ファサード照明又はアクセント照明に関連する。
【背景技術】
【０００２】
照明分野においては、しばしば、様々な種類の光ビームが必要とされる。ファサードが照明される場合、一方では、ファサード全体を照明するために、広い光ビームが望まれるかもしれない。他方では、ファサードの細部だけを照明するために、細い光ビームが必要とされるかもしれない。このため、様々な投光照明が用いられる。
【０００３】
更に、投光照明は、しばしば、例えば、舗装道路、歩道又は壁のくぼんだ穴にはめ込まれる。それ故、光ビームは、照明されるべき要素の方へ適切に向けられる必要がある。
【０００４】
国際特許出願公開第WO 2005/093319号は、発光ダイオード（ＬＥＤ）によって供給される光ビームが傾けられ得る投光照明を開示している。この投光照明は、ビームの経路に設けられるレンズの第１アレイであって、平行移動によって、第１アレイと平行に設けられるレンズの第２アレイに対して動かされ得る第１アレイを有する。
【０００５】
この平行移動は、一方のアレイを他方に対して適切に配置し、一方のアレイが他方に対して動くことを可能にするための複雑な機械的手段を必要とする。更に、光ビームを正しい向きにすることは、アレイを配置するための機械的手段の複雑さのために複雑な動作である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施例の目的は、複雑な機械的な位置決めシステムを必要とせずに、様々な光ビームの方向付けを容易に供給することができる投光照明を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明の実施例は、全体方向(general direction)を持つ平行ビームを生成するための手段と、前記平行ビームから複数の収束ビームを生成するための第１収束レンズアレイと、前記第１レンズアレイと平行且つ一体的な第２レンズアレイとを有する投光照明を提案する。前記投光照明は、前記平行ビームの前記全体方向に対して垂直な軸を中心にして前記第１及び第２レンズアレイを同時に回転させるための手段を更に有する。
【０００８】
前記レンズアレイが回転させられる場合、前記投光照明から出てくる前記光ビームは、前記平行光ビームの前記全体方向に対して傾けられる。換言すれば、前記出てくる光ビームは、生成される前記平行光ビームの前記全体方向と角度を成す全体方向（「出てくる全体方向」）を持つ。更に、このシステムは、前記ビームの幅を変えることを可能にする。
【０００９】
本発明の実施例においては、前記第２レンズアレイは、前記収束ビームの光線が収束する面（「収束面」）に設置される。この実施例においては、前記第１及び第２レンズアレイによって形成される光学系を単に回転させることによって、前記光ビームを傾けるだけでなく、前記光ビームを広げることが可能である。
【００１０】
本発明の別の実施例においては、前記収束レンズアレイは、中央ゾーンと、前記中央ゾーンの周りの周囲ゾーンとを有する。前記中央ゾーンのレンズは、前記周囲ゾーンのレンズの焦点距離より長い焦点距離を有する。前記中央ゾーン及び前記周囲ゾーンは、前記収束レンズアレイが単一の収束面を持つように配設される。この構成は、広い光ビームを傾けることが望まれる場合にとりわけ有用である。前記中央ゾーンがより長い焦点距離を持つことから、それは、前記中央ゾーンで受け取られる光束の大部分を、傾けた前記光ビームの前記全体方向に向け直すことを可能にする。さもなければ、照明される要素の境界が、前記要素の中央と比較して、必要以上に明るく照明されるであろう。
【００１１】
本発明の他の実施例においては、前記投光照明は、前記第２レンズアレイの出口のビームからコリメートビームを生成するための第３収束レンズアレイを有する。前記第３収束レンズアレイは、前記第１及び第２レンズアレイと平行且つ一体的である。この構成は、無限焦点の光学系を得るのにとりわけ有用である。無限焦点の光学系は、前記光ビームを広げずに、又は前記光ビームの広がりを減らして、細い光ビームを傾けることが望まれる場合に、その有用性が分かる。
【００１２】
本発明の実施例においては、前記投光照明は、平行ビームを生成するための前記手段の周りに配置されるフレームを有する。このフレームは、傾斜可能であり、前記レンズアレイのための支持体を構成する。
【００１３】
好ましくは、平行ビームを生成するための前記手段は、光源と、コリメート手段とを有する。
【００１４】
本発明の実施例は、このような投光照明において用いられるのに適したレンズ組立体にも関する。
【００１５】
本発明の実施例のこれら及び他の態様を、下記の実施例を参照して説明し、明らかにする。
【００１６】
ここで、一例として添付の図面を参照して本発明の実施例をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１ａ】２つの異なる位置にある本発明の第１実施例による投光照明を示す。
【図１ｂ】２つの異なる位置にある本発明の第１実施例による投光照明を示す。
【図２ａ】２つの異なる位置にある本発明の第２実施例による投光照明を示す。
【図２ｂ】２つの異なる位置にある本発明の第２実施例による投光照明を示す。
【図３】本発明の第２実施例によるレンズアレイの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本願明細書においては、ビームの幅は、当業界においてはよく知られている半値全幅方式（ＦＷＨＭ）に従って測定される。
【００１９】
レンズアレイは、複数のレンズであって、前記複数のレンズの光軸が２つずつ平行である複数のレンズから成る。レンズアレイの焦点面は、前記アレイのレンズの光軸に対して垂直であり、レンズアレイの少なくとも１つのレンズの焦点を通過する面である。２つのレンズアレイが平行であると記載されている場合、それは、第１レンズアレイの焦点面が、第２レンズアレイの焦点面と平行であることを意味する。
【００２０】
本発明の第１実施例による投光照明は、図１ａ及び１ｂにおいて示されている。この投光照明は、平行ビームを生成するための手段１１０を有する。平行ビームは、全体方向ＡＡを持つ。第１レンズアレイ１２０は、平行ビームの経路に設置される。第１レンズアレイ１２０は、前記平行ビームから複数の収束ビームを生成するために、複数の収束レンズを有する。収束ビームは、収束面の方へ収束する。投光照明は、第１レンズアレイ１２０と平行な第２レンズアレイ１３０を更に有する。第２レンズアレイ１３０は、収束する光ビームの経路にある。この例においては、前記第２レンズアレイは、複数の平凹レンズ（即ち、発散レンズ）を有する。しかしながら、収束レンズアレイも、用いられ得る。
【００２１】
第１及び第２レンズアレイは、互いと一体になっている。２つのレンズアレイ１２０、１３０は、単純な機械的手段と一緒に取り付けられてもよい。例えば、レンズアレイは、ロッドと接着剤とを用いて、アレイとロッドとを一緒に取り付けるよう配置されてもよい。レンズアレイはまた、例えば単一の金型によって得られる同じ系の一部であってもよい。このように、レンズの互いに対する複雑な位置決めシステムは必要ない。第１及び第２レンズアレイは、それらの間に所定の間隔を置いて配置される。例えば、第１レンズアレイと、第２レンズアレイとの間の所定の間隔は、前記第２レンズアレイが第１レンズアレイの収束面に設置されるように選択される。
【００２２】
投光照明は、平行ビームの全体方向ＡＡに対して垂直な軸ＢＢを中心にして前記レンズアレイを同時に回転させるための手段を更に有する。これらの回転手段は、図には示されていない。例えば、アレイは、フレーム支持体に対して動かせるフレーム上に配置されてもよく、前記フレーム支持体には、軸ＢＢを中心にしてフレームを回転させるための手段が装備される。フレームを回転させるための手段は、フレームを回転させるためにフレーム支持体と協働して動作するボルト及びナットの配列であってもよい。フレーム自体は、アレイのための支持体を構成する。このような配列は、ボルト及びナットの配列を、単に、適切な傾斜に到達するまで回すことによって、光ビームに任意の所望の向きを与えることを非常に容易にする。
【００２３】
軸ＢＢ及び軸ＡＡに対して垂直である他の軸ＣＣを中心にして前記レンズアレイを同時に回転させるための手段を考えることも有用であり得る。これは、あらゆる方向に傾くビームを可能にする。
【００２４】
図１ａにおいては、レンズアレイは、回転させられていない。それ故、光ビームは、傾けられていない。図１ｂにおいては、レンズアレイは、回転させられている。見て分かるように、光ビームは傾けられている。即ち、その全体方向は、最初の平行ビームの全体方向ＡＡと角度を成す。
【００２５】
照明することが望まれる要素の幾何学的形状に応じて、異なる種類のレンズが、用いられてもよい。線形ビームを得るためには、円筒状レンズのアレイが用いられ得る。線形ビームは、例えば橋を照明するのに有用である。球面又は非球面レンズも、用いられ得る。球面及び非球面レンズは、円形ビームを得るのに有用である。このようなビームは、ファサード、又はファサードの細部を照明するのに用いられ得る。非球面レンズは、球面収差を除去するのに有用である。
【００２６】
平行ビームを生成するための手段１１０は、当業界ではよく知られている。それらは、例えば、光源１１１を有する。図１ａ及び１ｂ、並びに他の図においては、光源１１１は、ＬＥＤであるが、他のいかなる光源も用いられ得る。この実施例においては、光源１１１は、コリメート手段としての放物面反射器１１２と組み合わせて用いられる。例えば、フィリップスによってリファレンスLuxeon（登録商標） K2の下で商品化されているタイプのＬＥＤ（白色、緑色、青色、赤色又はアンバー）は、光源として適している。このようなコリメート手段１１２も、当業者にはよく知られている。例えば、FraenによってリファレンスFHS-HMB1の下で商品化されているタイプのコリメータは、平行ビームを生成するのに適している。
【００２７】
この実施例においては、光ビームは、一般に、例えば２×１５°未満の中間幅を持つが、この実施例は、この例に限定されない。
【００２８】
例えば、２×１５°より大きい、もしかすると２×２０°までの幅を持つ、広い光ビームを傾けることが望まれる場合には、光束の大部分を、照明されるべき要素の方へ向け直すことが必要であるかもしれない。さもなければ、要素の一部は、この要素の残りの部分より明るく照明されるであろう。
【００２９】
このため、図２及び３は、収束レンズアレイ２２０が、中央ゾーン２２１と、中央ゾーン２２１の周りの周囲ゾーン２２２とを有する本発明の実施例を示している。中央ゾーン２２１のレンズ２２３は、周囲ゾーン２２２のレンズ２２４の焦点距離f2より長い焦点距離f1を持つ。換言すれば、中央ゾーン２２１のレンズ２２３の屈折力は、周囲ゾーン２２２のレンズ２２４の屈折力より低い。したがって、中央ゾーン２２１のレンズ２２３によって途中で捕えられる光線は、周囲ゾーン２２２のレンズ２２４によって途中で捕えられる光線より少ない方向転換しか受けない。これは、光束の分布の改善をもたらす。
【００３０】
中央ゾーン２２１及び周囲ゾーン２２２は、収束レンズアレイ２２０が単一の収束面を持つように配設される。図２の実施例においては、第２レンズアレイは、第１レンズアレイの収束面に設置される。第２レンズアレイ２３０は、収束する光ビームの経路にある。この例においては、前記第２レンズアレイは、複数の平凸レンズ、即ち、収束レンズを有する。しかしながら、発散レンズアレイも用いられ得る。
【００３１】
図２ａにおいては、レンズアレイは、回転させられていない。それ故、光ビームは、傾けられていない。図２ｂにおいては、レンズアレイは、回転させられている。見て分かるように、光ビームは、傾けられている。即ち、その全体方向は、最初の平行ビームの全体方向ＡＡと角度を成す。
【００３２】
レンズアレイを回転させるための手段は、図２には図示されていない。本発明の第２実施例においては、第１実施例に関して記載されているものと同じものが用いられてもよい。
【００３３】
無限焦点の光学系の使用は、光ビームを広げずに光ビームを傾けることを可能にする。これは、例えばファサードの細部を照明することが望まれる場合に、非常に有用である。この場合には、光ビームは、一般に、細く、例えば２×７°未満であるが、この実施例は、この例には限定されない。
【００３４】
無限焦点の系を得るためには、第３収束レンズアレイが、第２レンズアレイの出口のビームからコリメートビームを生成するために設けられる。前記第３収束レンズアレイは、前記第１収束レンズアレイ及び第２レンズアレイと平行且つ一体的である。第３レンズアレイの各レンズは、第２レンズアレイのレンズの像焦点FIに対応するソース焦点FSを持つ。
【００３５】
第２レンズアレイは、第１レンズアレイの収束面に設置される。第２レンズアレイは、収束する光ビームの経路にある。この例においては、前記第２レンズアレイは、複数の平凸レンズ、即ち、収束レンズを有する。第３レンズアレイは、収束する光ビームの経路にある。この例においては、前記第３レンズアレイも、複数の平凸レンズを有する。第３レンズアレイの収束レンズのソース焦点は、第２レンズアレイの収束レンズの像焦点によって混乱させられることから、第３レンズアレイから出てくる光ビームはコリメートされる。
【００３６】
本発明のこの実施例においては、第１実施例に関して記載されているものと同じ、レンズアレイを回転させるための手段が、用いられてもよい。
【００３７】
以下の請求項におけるいかなる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されてはならない。どの請求項においても、「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、明示されている要素以外の他のいかなる要素の存在も除外しないことは明らかであろう。要素の単数形表記は、複数のこのような要素の存在を除外しない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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