(57)【要約】【課題】  ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じないＬＥＤ光源装置を提供することである。【解決手段】  ＬＥＤ基板１２に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３の光を焦点Ｆに向けて集光する第１の反射鏡１４と、第１の反射鏡１４の焦点位置と同じ位置に焦点Ｆを有し第１の反射鏡１４の反射光を反射して混色し平行光とする第２の反射鏡１６とを第１の反射鏡１４の対面に設置する。そして、第１の反射鏡１４の中心部に設けられた開口部１５から第２の反射鏡１６で反射された平行光を出射する。従って、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。【選択図】  図１
2005100723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ基板と；
前記ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤの光を焦点に向けて集光する第１の反射鏡と；
前記第１の反射鏡の焦点位置と同じ位置に焦点を有し前記第１の反射鏡の対面に設置され前記第１の反射鏡の反射光を反射し平行光とする第２の反射鏡と；
前記第１の反射鏡の中心部に設けられ前記第２の反射鏡で反射された平行光を出射する開口部とを備えたことを特徴とするＬＥＤ式光源装置。
【請求項２】
複数個のＬＥＤの光が１点に向けて集光するように配置されたＬＥＤ基板と；
複数個のＬＥＤの光の集光点位置と同じ位置に焦点を有し前記ＬＥＤ基板の対面に設置され複数個のＬＥＤの光を反射し平行光とする反射鏡と；
前記ＬＥＤ基板の中心部に設けられ前記反射鏡で反射された平行光を出射する開口部とを備えたことを特徴とするＬＥＤ式光源装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一記載のＬＥＤ式光源装置と；
前記ＬＥＤ式光源装置を収納するスポットライト本体と；
前記スポットライト本体に収納された前記ＬＥＤ式光源装置からの光を集光して外部に出射する集光レンズと、
前記ＬＥＤ式光源装置と前記集光レンズとの距離を相対的に可変する移動機構とを備え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、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ式光源装置及び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鉄あるいは軽金属の板が使用され、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、曲面に多数の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及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。
【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、特開２００１−３０７５０２号公報のものでは、ピントが合っているところでは混色して各ＬＥＤの照射エリアにずれが生じないが、ピントがあっていないところでは照射ずれが生じる。これは、一点に集光した各々のＬＥＤからの光が直接的に被照射面に出射されるからである。例えば、人物にピントを合わせた場合、背景壁などには各ＬＥＤの照射がずれてしまい照射ずれが生じる。また、スポットライトで光線をわざとぼかして使用する場合もあるが、このときにも照射ずれが生じる。
【０００５】
本発明の目的は、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じないＬＥＤ式光源装置及び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ＬＥＤ式光源装置は、複数個のＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ基板と；前記ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤの光を焦点に向けて集光する第１の反射鏡と；前記第１の反射鏡の焦点位置と同じ位置に焦点を有し前記第１の反射鏡の対面に設置され前記第１の反射鏡の反射光を反射し平行光とする第２の反射鏡と；前記第１の反射鏡の中心部に設けられ前記第２の反射鏡で反射された平行光を出射する開口部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。ＬＥＤ基板は例えば絶縁材料の平板で形成され、複数個のＬＥＤが縦横に並んで配置される。第１の反射鏡は、例えば反射面が鏡面に形成され焦点を有する。そして、ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤの光を反射面で反射し焦点に向けて集光するものである。これにより、ＬＥＤ基板の異なる位置に取り付けられた各々のＬＥＤからの光は、第１の反射鏡の反射面で反射され１点（第１の反射鏡の焦点）に集光される。
【０００８】
第２の反射鏡は、例えば反射面が鏡面に形成され第１の反射鏡の焦点位置と同じ位置に焦点を有する。そして、第１の反射鏡と対面して設置され、第１の反射鏡の反射光を反射し平行光として出光する。従って、第１の反射鏡で反射された各々のＬＥＤからの光は第２の反射鏡で混色され平行光として出光する。開口部は第１の反射鏡の中心部に設けられ、第２の反射鏡で反射された平行光を外部に出射する。例えばスポットライトの集光レンズに向けて出光する。
【０００９】
第１の反射鏡及び前記第２の反射鏡の反射面形状は、例えばパラボラ形状または楕円形状で形成される。パラボラ形状の場合は反射面が焦点を有する放物面で形成され、楕円形状の場合は反射面が焦点を有する楕円面で形成される。これにより、鋭い指向性と高い利得が得られる。また、複数個のＬＥＤとしては、例えばＲＧＢの３色のＬＥＤが使用される。ＲＧＢの３色のＬＥＤを適切に配置して各種の色を被照射面に照射する。
【００１０】
本発明によれば、ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤからの光を第１の反射鏡で焦点に集光し、さらにその焦点位置と同じ位置に焦点を持つ第２の反射鏡で平行光として開口部から外部に出光するので、第２の反射鏡で混色され、その混色された光が外部に出光される。従って、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。
【００１１】
請求項２の発明に係わるＬＥＤ式光源装置は、複数個のＬＥＤの光が１点に向けて集光するように配置されたＬＥＤ基板と；複数個のＬＥＤの光の集光点位置と同じ位置に焦点を有し前記ＬＥＤ基板の対面に設置され複数個のＬＥＤの光を反射し平行光とする反射鏡と；前記ＬＥＤ基板の中心部に設けられ前記反射鏡で反射された平行光を出射する開口部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、請求項１の発明に対し、第１の反射鏡を省略し、複数個のＬＥＤの光が１点に向けて集光するように配置されたＬＥＤ基板を設けたものである。ＬＥＤ基板は例えば絶縁材料で形成され、複数個のＬＥＤは各々の光が１点に向けて集光するように配置される。
【００１３】
また、反射鏡は例えば反射面が鏡面に形成され焦点を有する。そして、複数個のＬＥＤの光が集光する集光点位置に反射鏡の焦点が位置するように配置される。反射鏡はＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤからの光を反射して平行光として出光する。従って、各々のＬＥＤからの光は反射鏡で混色され平行光として出光されることになる。開口部はＬＥＤ基板の中心部に設けられ、反射鏡で反射された平行光を外部に出射する。例えばスポットライトの集光レンズに向けて出光する。
【００１４】
ＬＥＤ基板のＬＥＤ取付形状及び反射鏡の反射面形状は、例えばパラボラ形状または楕円形状で形成される。ＬＥＤ基板のＬＥＤ取付形状がパラボラ形状の場合は焦点を有する放物面に沿って複数個のＬＥＤが配置されることになる。同様に、ＬＥＤ基板のＬＥＤ取付形状が楕円形状の場合は焦点を有する楕円面に沿って複数個のＬＥＤが配置されることになる。一方、反射鏡の反射面形状がパラボラ形状の場合は反射面が焦点を有する放物面で形成される。同様に、楕円形状の場合は反射面が焦点を有する楕円面で形成される。これにより、鋭い指向性と高い利得が得られる。また、複数個のＬＥＤとしては、例えばＲＧＢの３色のＬＥＤが使用される。ＲＧＢの３色のＬＥＤを適切に配置して各種の色を被照射面に照射する。
【００１５】
本発明によれば、ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤからの光を反射鏡の焦点に集光し、反射鏡で反射して平行光として開口部から外部に出光するので、反射鏡で混色され、その混色された光が外部に出光される。従って、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。また、請求項１の発明と比較して２個の反射鏡を必要とすることがなく１個の反射鏡でよい。
【００１６】
請求項３の発明に係わるスポットライトは、請求項１又は２のいずれか一記載のＬＥＤ式光源装置と；前記ＬＥＤ式光源装置を収納するスポットライト本体と；前記スポットライト本体に収納された前記ＬＥＤ式光源装置からの光を集光して外部に出射する集光レンズと、前記ＬＥＤ式光源装置と前記集光レンズとの距離を相対的に可変する移動機構とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
スポットライト本体は例えば金属製の箱体で形成され、内部に請求項１又は２のいずれか一記載のＬＥＤ式光源装置を収納する。集光レンズは、ＬＥＤ式光源装置の開口部から離間してスポットライト本体に配設され、ＬＥＤ式光源装置の開口部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。移動機構は、集光レンズとＬＥＤ式光源装置の開口部との距離を相対的に可変とするものであり、この移動機構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ることができ、また、光量を連続変化させることができる。
【００１８】
本発明によれば、ＬＥＤ式光源装置で複数個のＬＥＤからの光が混色され、その混色された光を集光レンズで集光し、また、移動機構によりフォーカスするので、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがなく被照射面を照明することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１の発明によれば、ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤからの光が第１の反射鏡を介して第２の反射鏡で混色され、その混色された光が外部に出光されるので、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ＬＥＤ基板に取り付けられた複数個のＬＥＤからの光が反射鏡で混色され、その混色された光が外部に出光されるので、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。
【００２１】
請求項３の発明によれば、ＬＥＤ式光源装置で複数個のＬＥＤからの光が混色され、その混色された光を集光レンズで集光し、また、移動機構によりフォーカスするので、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがなく被照射面を照明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ式光源装置１１の構成図である。ＬＥＤ基板１２は絶縁材料で平板に形成され、その表面に複数個のＬＥＤ１３が配置されている。複数個のＬＥＤ１３は第１の反射鏡１４の反射面に対面してＬＥＤ基板１２の縦横方向に配列されて取り付けられ、第１の反射鏡１４の反射面に向けて光を照射する。複数個のＬＥＤ１３としては、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色のＬＥＤが使用され、これらＲＧＢの３色のＬＥＤ１３がＬＥＤ基板１２に適切に配置され、各種の色を被照射面に照射できるようにしている。
【００２３】
第１の反射鏡１４は、例えば反射面１４ａが鏡面に形成され焦点Ｆを有し、ＬＥＤ基板１２に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３の光を反射面で反射し焦点Ｆに向けて集光するものである。これにより、ＬＥＤ基板１２のそれぞれ異なる位置に取り付けられた各々のＬＥＤ１３からの光は、第１の反射鏡１４の反射面１４ａで反射され、１点（第１の反射鏡の焦点Ｆ）に集光される。また、第１の反射鏡１４の中心部には開口部１５が設けられている。開口部１５は、後述の第２の反射鏡１６の反射面１６ａで反射された光を外部に出射するものである。
【００２４】
第１の反射鏡１４の反射面１４ａの形状はパラボラ形状または楕円形状に形成されている。第１の反射鏡１４の反射面１４ａがパラボラ形状の場合は、反射面１４ａは焦点Ｆを有する放物面である。同様に、反射面１４ａが楕円形状の場合は反射面１４ａは焦点を有する楕円面である。反射面１４ａの形状がパラボラ形状または楕円形状に形成されているので、鋭い指向性と高い利得が得られる。
【００２５】
第２の反射鏡１６は、例えば反射面１６ａが鏡面に形成され、第１の反射鏡１４の焦点Ｆと同じ位置に焦点Ｆを有する。そして、第１の反射鏡１４と対面して設置されている。第２の反射鏡１６の反射面１６ａは焦点Ｆを通って入射された第１の反射鏡１４からの光を反射し平行光として出光する。従って、第１の反射鏡１４で反射された各々のＬＥＤからの光は第２の反射鏡１６で混色され平行光として出光する。第２の反射鏡１６で反射された平行光は第１の反射鏡１４の開口部１５を通って外部に出射される。例えばスポットライトの集光レンズに向けて出光される。ここで、第２の反射鏡１６の反射面１６ａの形状も第１の反射鏡１４の反射面１４ａと同様に、パラボラ形状または楕円形状に形成されているので、鋭い指向性と高い利得が得られる。
【００２６】
第１の実施の形態によれば、ＬＥＤ基板１２に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３からの光を第１の反射鏡１４で焦点Ｆに集光し、さらにその焦点Ｆと同じ位置に焦点Ｆを持つ第２の反射鏡１６で平行光として開口部１５から外部に出光するので、第２の反射鏡１６で混色され、その混色された光が外部に出光される。従って、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。
【００２７】
図２は本発明の第２の実施の形態に係わるＬＥＤ式光源装置１１の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、第１の反射鏡１４を省略し、複数個のＬＥＤ１３の光が１点（反射鏡１８の焦点Ｆ）に向けて集光するように配置されたＬＥＤ基板１７を設けたものである。
【００２８】
ＬＥＤ基板１７は例えば絶縁材料で形成され、複数個のＬＥＤ１３は各々の光が１点（反射鏡１８の焦点Ｆ）に向けて集光するように配置される。複数個のＬＥＤ１３としては、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色のＬＥＤが使用され、これらＲＧＢの３色のＬＥＤ１３がＬＥＤ基板１２に適切に配置され、各種の色を被照射面に照射できるようにしている。また、ＬＥＤ基板１７の中心部には開口部１５が設けられている。開口部１５は、後述の反射鏡１８の反射面１８ａで反射された光を外部に出射するものである。
【００２９】
ＬＥＤ基板１７のＬＥＤ取付形状はパラボラ形状または楕円形状で形成されている。ＬＥＤ基板１７のＬＥＤ取付形状がパラボラ形状の場合は焦点Ｆを有する放物面に沿って複数個のＬＥＤ１３が配置されることになる。また、ＬＥＤ基板１７のＬＥＤ取付形状が楕円形状の場合は焦点Ｆを有する楕円面に沿って複数個のＬＥＤ１３が配置されることになる。これにより、複数個のＬＥＤ１３の光は１点（反射鏡１８の焦点Ｆ）に向けて集光する。
【００３０】
反射鏡１８は例えば反射面１８ａが鏡面に形成され焦点Ｆを有する。そして、ＬＥＤ基板１７に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３の光が集光する位置に反射鏡１８の焦点Ｆが位置するように配置される。反射鏡１８はＬＥＤ基板１７に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３からの光を反射して平行光として出光する。従って、各々のＬＥＤ１３からの光は反射鏡１８で混色され、ＬＥＤ基板１７の開口部１５から平行光として外部に出射される。例えばスポットライトの集光レンズに向けて出光されることになる。
【００３１】
ここで、反射鏡１８の反射面１８ａの形状は、ＬＥＤ基板１７の形状と同様に、パラボラ形状または楕円形状で形成されている。反射鏡１８の反射面１８ａの形状がパラボラ形状の場合は反射面８ａが焦点を有する放物面で形成される。また、楕円形状の場合は反射面８ａが焦点を有する楕円面で形成される。これにより、複数個のＬＥＤ１３からの光を反射し、その反射光に鋭い指向性と高い利得が得られるようにしている。
【００３２】
第２の実施の形態によれば、ＬＥＤ基板１７に取り付けられた複数個のＬＥＤ１３からの光を反射鏡１８の焦点Ｆに集光し、反射鏡１８で反射して平行光として開口部１５から外部に出光するので、反射鏡１８で混色され、その混色された光が外部に出光される。従って、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがない。また、２個の反射鏡を必要とすることがなく１個の反射鏡でよい。
【００３３】
図３は本発明の第３の実施の形態に係わるスポットライトの構成図である。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態又は第２の実施の形態に係わるＬＥＤ式光源装置１１をスポットライト本体１９に収納してスポットライト２０を構成したものである。
【００３４】
スポットライト本体１９にはＬＥＤ式光源装置１１が収納され、ＬＥＤ式光源装置１１の開口部１５に対面するスポットライト本体１９に集光レンズ２１が設けられている。集光レンズ２１はＬＥＤ式光源装置１１の開口部１５から出射された光を集光して外部に出射するものであり、球面レンズや平坦状レンズが用いられる。また、集光レンズ２１とＬＥＤ式光源装置１１の開口部１５との距離を相対的に可変とする移動機構２２が設けられており、この移動機構２２により被照射面にフォーカスさせる。これにより、被照射面での照射面積を連続変化及び光量を連続変化させることができる。
【００３５】
第３の実施の形態によれば、ＬＥＤ式光源装置１１で複数個のＬＥＤ１３からの光が混色され、その混色された光を集光レンズ２１で集光し、また、移動機構２２によりフォーカスするので、ピントが合っていないところやぼかした場合でも照射ずれが生じることがなく被照射面を照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ式光源装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わるＬＥＤ式光源装置の構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係わるスポットライトの構成図。
【符号の説明】
【００３７】
１１…ＬＥＤ式光源装置、１２…ＬＥＤ基板、１３…ＬＥＤ、１４…第１の反射鏡、１５…開口部、１６…第２の反射鏡、１７…ＬＥＤ基板、１８…反射鏡、１９…スポットライト本体、２０…スポットライト、２１…集光レンズ、２２…移動機構
【図１】
2005100723.tif 000003
【図２】
2005100723.tif 000004
【図３】
2005100723.tif 000005