(57)【要約】【課題】色温度と発光強度の両方を極めて単時間で速やかに、しかも大幅に変更する。光の照射範囲を極めて狭いスポットに集光し、また広い範囲に拡散する。寿命を極めて長くして保守と制御を簡単にする。【解決手段】照明器具は、集光した光を放射すると共に、集光点に向かって光ビームを照射するように配置してなる赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード１と、発光ダイオード１の各々の発光強度を制御する制御回路４と、集光点に集光された発光ダイオード１の光を反射して、さらに集光ないし拡散して放射する凹面反射鏡２と、凹面反射鏡２と発光ダイオード１の集光点との相対位置を変更する位置変更機３とを備える。照明器具は、位置変更機３で複数の発光ダイオード１の集光点と凹面反射鏡２の焦点との相対位置を変更して、発光ダイオード１の光ビームを凹面反射鏡２で集光ないし拡散する。【選択図】  図１
2005038605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光した光を放射すると共に、集光点に向かって光ビームを照射するように配置してなる赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード（１）と、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード（１）の各々の発光強度を制御する制御回路（４）と、集光点に集光された発光ダイオード（１）の光を反射して、さらに集光ないし拡散して放射する凹面反射鏡（２）と、凹面反射鏡（２）と発光ダイオード（１）の集光点との相対位置を変更する位置変更機（３）とを備え、
位置変更機（３）が、複数の発光ダイオード（１）の集光点と凹面反射鏡（２）の焦点との相対位置を変更して、発光ダイオード（１）の光ビームを凹面反射鏡（２）で集光ないし拡散するようにしてなる照明器具。
【請求項２】
集光した光を放射すると共に、集光点に向かって光ビームを照射するように配置してなる赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード（１）と、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード（１）の各々の発光強度を制御する制御回路（４）と、集光された発光ダイオード（１）の光を反射する凸面反射鏡（７）と、凸面反射鏡（７）で反射された発光ダイオード（１）の光を反射して、集光ないし拡散して放射する凹面反射鏡（２）と、凹面反射鏡（２）と凸面反射鏡（７）あるいは発光ダイオード（１）と凸面反射鏡（７）との相対位置を変更する位置変更機（３）とを備え、
位置変更機（３）が、凸面反射鏡（７）と凹面反射鏡（２）との相対位置を変更し、あるいは発光ダイオード（１）と凸面反射鏡（７）との相対位置を変更して、発光ダイオード（１）の光ビームを凹面反射鏡（２）で集光ないし拡散するようにしてなる照明器具。
【請求項３】
発光ダイオード（１）の集光点を凹面反射鏡（２）の焦点に配設して、発光ダイオード（１）の光ビームを凹面反射鏡（２）で集光するように反射する請求項１に記載される照明器具。
【請求項４】
凹面反射鏡（２）が下面を反射面とする姿勢に配設され、この凹面反射鏡（２）の下から上に発光ダイオード（１）が光ビームを照射するように発光ダイオード（１）を配設している請求項１または２に記載される照明器具。
【請求項５】
発光ダイオード（１）と凹面反射鏡（２）との間に、発光ダイオード（１）の発光を内面で反射して先端に光を集光する円錐反射ホーン（６）を配設しており、この円錐反射ホーン（６）が複数の発光ダイオード（１）から放射される光を集光点に集光する請求項１または２に記載される照明器具。
【請求項６】
凹面反射鏡（２）の焦点の近傍に凸面反射鏡（７）を配設しており、この凸面反射鏡（７）で発光ダイオード（１）の光ビームを反射して凹面反射鏡（２）で反射させるようにしてなる請求項２に記載される照明器具。
【請求項７】
凹面反射鏡（２）の焦点の近傍に凸面反射鏡（７）を配設すると共に、凹面反射鏡（２）に中心孔（８）を開口しており、発光ダイオード（１）の光ビームを凹面反射鏡（２）の中心孔（８）に透過させて凸面反射鏡（７）で反射して凹面反射鏡（２）に反射させるようにしてなる請求項２に記載される照明器具。
【請求項８】
発光ダイオード（１）と凸面反射鏡（７）との間に、発光ダイオード（１）の発光を内面で反射して先端に集光する円錐反射ホーン（６）を備え、この円錐反射ホーン（６）が複数の発光ダイオード（１）から放射される光を集光して凸面反射鏡（７）で反射させる請求項７に記載される照明器具。
【請求項９】
制御回路（４）が赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード（１）の発光強度を制御して発光色を変化させる請求項１または２に記載される照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてテレビスタジオ等のスタジオ用として最適な照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビスタジオ等のスタジオで使用される従来の照明器具は、ハロゲンランプやＨＩＤと呼ばれるキセノンランプを使用している。ハロゲンランプは、フィラメントを加熱するタイプの光源としては高効率で色温度を高くできる特長がある。とくに、電圧や電流を制御してフィラメント温度を調整して色温度を変更できる特長がある。しかしながら、ハロゲンランプは寿命が短い欠点がある。とくに、フィラメント温度を高くして色温度を高くすると、寿命が急激に短くなる傾向がある。これに対して、キセノンランプは、ハロゲンランプよりも色温度を高くして寿命を長くできる特長がある。ただ、キセノンランプは、発光強度と色温度を大幅に調整することができず、色温度や発光強度が一定となる欠点がある。
【０００３】
さらに、ハロゲンランプやキセノンランプは、発光強度を速やかに変更することができない。ハロゲンランプは、フィラメントの温度を変更して発光や発光色を変化させるので調整に相当な時間遅れがある。さらにキセノンランプは、一旦消灯すると再点灯するのに相当な時間がかかる欠点もある。このため、ハロゲンランプやキセノンランプは、発光強度や発光色を速やかに変化する必要のある用途には使用できない欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、色温度と発光強度の両方を大幅に変更できる照明器具を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、色温度と発光強度の両方を極めて単時間に速やかに変更できる照明器具を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、光の照射範囲を極めて狭いスポットに集光でき、また広い範囲に拡散することもできる照明器具を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、寿命を極めて長くして保守と制御を簡単にできる照明器具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明器具は、集光した光を放射すると共に、集光点に向かって光ビームを照射するように配置してなる赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード１と、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１の各々の発光強度を制御する制御回路４と、集光点に集光された発光ダイオード１の光を反射して、さらに集光ないし拡散して放射する凹面反射鏡２と、凹面反射鏡２と発光ダイオード１の集光点との相対位置を変更する位置変更機３とを備える。照明器具は、位置変更機３で複数の発光ダイオード１の集光点と凹面反射鏡２の焦点との相対位置を変更して、発光ダイオード１の光ビームを凹面反射鏡２で集光ないし拡散する。
【０００６】
本発明の請求項２の照明器具は、集光した光を放射すると共に、集光点に向かって光ビームを照射するように配置してなる赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード１と、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１の各々の発光強度を制御する制御回路４と、集光された発光ダイオード１の光を反射する凸面反射鏡７と、凸面反射鏡７で反射された発光ダイオード１の光を反射して、集光ないし拡散して放射する凹面反射鏡２と、凹面反射鏡２と凸面反射鏡７あるいは発光ダイオード１と凸面反射鏡７との相対位置を変更する位置変更機３とを備える。この照明器具は、位置変更機３で凸面反射鏡７と凹面反射鏡２との相対位置を変更し、あるいは発光ダイオード１と凸面反射鏡７との相対位置を変更して、発光ダイオード１の光ビームを凹面反射鏡２で集光ないし拡散する。
【０００７】
本発明の照明器具は、発光ダイオード１の集光点を凹面反射鏡２の焦点に配設して、発光ダイオード１の光ビームを凹面反射鏡２で集光するように反射することができる。
【０００８】
さらに、本発明の照明器具は、凹面反射鏡２を、下面を反射面とする姿勢に配設して、この凹面反射鏡２の下から上に発光ダイオード１が光ビームを照射するように発光ダイオード１を配設することができる。
【０００９】
さらに、本発明の照明器具は、発光ダイオード１と凹面反射鏡２との間に、発光ダイオード１の発光を内面で反射して先端に光を集光する円錐反射ホーン６を配設して、この円錐反射ホーン６で、複数の発光ダイオード１から放射される光を集光点に集光することができる。
【００１０】
凸面反射鏡７を備える照明器具は、凹面反射鏡２の焦点の近傍に凸面反射鏡７を配設して、この凸面反射鏡７で発光ダイオード１の光ビームを反射して凹面反射鏡２で反射させることができる。
【００１１】
さらに、凸面反射鏡７を備える照明器具は、凹面反射鏡２の焦点の近傍に凸面反射鏡７を配設すると共に、凹面反射鏡２に中心孔８を開口して、発光ダイオード１の光ビームを凹面反射鏡２の中心孔８に透過させて凸面反射鏡７で反射して凹面反射鏡２に反射させることができる。この照明器具は、発光ダイオード１と凸面反射鏡７との間に、発光ダイオード１の発光を内面で反射して先端に集光する円錐反射ホーン６を配設して、この円錐反射ホーン６で複数の発光ダイオード１から放射される光を集光して凸面反射鏡７で反射させることができる。
【００１２】
制御回路４は、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１の発光強度を制御して発光色を変化させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための照明器具を例示するものであって、本発明は照明器具を下記のものに特定しない。
【００１４】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１５】
図１ないし図４に示す照明器具は、複数の発光ダイオード１と、この発光ダイオード１の光ビームをさらに集光し、あるいは拡散させる凹面反射鏡２と、発光ダイオード１と凹面反射鏡２との相対位置を変更する位置変更機３と、発光ダイオード１の発光色を変更する制御回路４とを備える。
【００１６】
複数の発光ダイオード１は、集光した光ビームを放射する集光レンズを有するもので、集光点に向かって光ビームを照射するように基台５に配置して固定している。発光ダイオード１は、複数の赤色発光ダイオード１と、複数の青色発光ダイオード１と、複数の緑色発光ダイオード１からなり、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１を基台５に固定している。赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード１は、集光点に光ビームを集光するように、球面状の基台５に配置されて、各々の発光ダイオード１の光ビームを球の中心にある集光点に向けている。赤色発光ダイオード１と、青色発光ダイオード１と、緑色発光ダイオード１の個数は、全体に定格電流を流す状態で発光色を白色にできる個数としている。赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１は、必ずしも同一の輝度に発光しないので、発光輝度の高い発光ダイオードの個数を、発光輝度の低い発光ダイオードの個数よりも少なくする。
【００１７】
制御回路４は、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１の各々の発光強度を制御して発光色と色温度を調整する。発光ダイオード１は、流れる電流で発光強度が変化する。したがって、制御回路４は、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１に流す電流の比率を制御して、照明器具の発光色と色温度を調整する。さらに、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオード１の電流の大きさを制御して照明器具の明るさを調整する。
【００１８】
凹面反射鏡２は、発光ダイオード１の光ビームを反射してさらに狭いスポットに集光し、あるいは発光ダイオード１の光ビームを拡散して広い範囲を照射する。凹面反射鏡２は、発光ダイオード１の光ビームを反射して平行光線として集光する。図１と図２に示す照明器具は、下面を反射面とする姿勢に凹面反射鏡２を配設して、凹面反射鏡２の反射面に下から上に発光ダイオード１の光ビームを照射している。これ等の図に示す照明器具は、凹面反射鏡２の焦点に光ビームの集光点を配設して、光ビームを狭いスポットに集光する。この凹面反射鏡２の反射面は、焦点から反射面に向かって照射される光を狭い領域に集光できるように、平行光線に変換して反射する形状としている。
【００１９】
図１の照明器具は、発光ダイオード１の光ビームを直接に集光点に集光する。図２の照明器具は、発光ダイオード１と凹面反射鏡２との間に円錐反射ホーン６を設け、この円錐反射ホーン６で発光ダイオード１の光ビームを集光点に集光する。円錐反射ホーン６は、発光ダイオード１の発光を内面で反射し、先端から放射して集光点に集光する。円錐反射ホーン６は、内面を反射面とする円錐状の反射鏡、あるいは光を透過させるプラスチックやガラス等の透明材を円錐状に成形したものである。透明材を円錐状に成形している円錐反射ホーン６は、発光ダイオード１の光ビームを円錐形の内面で全反射させる。いいかえると、円錐形の内面で全反射するように、光ビームの方向と透明材の屈折率を設定する。
【００２０】
この照明器具は、円錐反射ホーン６で発光ダイオード１の光ビームを集光するので、発光ダイオード１の発光をより効率よく集光点に集光できる。このため、凹面反射鏡２から狭い領域に効率よく光を集光して放射できる。
【００２１】
図３の照明器具は、凹面反射鏡２の焦点の近傍に凸面反射鏡７を配設している。この照明器具は、凸面反射鏡７と凹面反射鏡２の反射面の形状を、集光点に集光された光ビームを、凸面反射鏡７と凹面反射鏡２で反射して狭い領域に集光できる形状、言いかえると凹面反射鏡２で平行光線にできる形状としている。
【００２２】
さらに、図４の照明器具は、凹面反射鏡２の焦点に凸面反射鏡７を配設している。凸面反射鏡７に光ビームを照射するために、凹面反射鏡２は中心孔８を開口している。この照明器具は、発光ダイオード１の光ビームを、凹面反射鏡２の中心孔８に透過させて凸面反射鏡７を照射し、凸面反射鏡７で反射された光を凹面反射鏡２で反射させる。凸面反射鏡７は、凹面反射鏡２の中心孔８を通過する光を拡散して、凹面反射鏡２の内面に向かって照射する。凸面反射鏡７の反射面は、球面ないし放物面である。凸面反射鏡７は、中心に照射される光を、１８０度方向転換するように正面に反射されると、凹面反射鏡２に向かって反射できない。このため、図５の拡大断面図に示すように、中心を尖らせて、中心に照射される光ビームを周囲に拡散する。この凸面反射鏡７は、中心孔８を透過する光ビームを効率よく凹面反射鏡２の反射面に向けて反射できる。凹面反射鏡２は、凸面反射鏡７で反射された光をさらに反射して、平行光線として狭い領域に集光する反射面形状としている。
【００２３】
さらに、図４の照明器具は、発光ダイオード１の光ビームを円錐反射ホーン６で集光して凹面反射鏡２の中心孔８に透過させている。円錐反射ホーン６は、図２に示す照明器具と同じ構造のものが使用できる。この構造の照明器具は、発光ダイオード１の光ビームを円錐反射ホーン６で集光して、凹面反射鏡２の中心孔８に効率よく透過できる。
【００２４】
図１の位置変更機３は、発光ダイオード１の凹面反射鏡２に対する位置を変更する。この位置変更機３は、発光ダイオード１の集光点を凹面反射鏡２の焦点に位置させるとき、凹面反射鏡２で光ビームを集光して平行光線として放射する。
位置変更機３が発光ダイオード１の位置を凹面反射鏡２に対して移動させると、発光ダイオード１の集光点が凹面反射鏡２の焦点からずれる。この状態になると凹面反射鏡２の反射光は平行光線とはならなくなる。凹面反射鏡２の反射光は、拡散して放射されるようになる。したがって、位置変更機３が発光ダイオード１を移動して、その集光点を凹面反射鏡２の焦点からずらせるほど、反射光はより広く拡散される。図の照明器具は、発光ダイオード１の基台５を位置変更機３で移動させて、発光ダイオード１の集光点を凹面反射鏡２の焦点に対して移動させる。ただし本発明の照明器具は、図示しないが、発光ダイオードを移動させることなく、凹面反射鏡を発光ダイオードに対して移動し、あるいは発光ダイオードと凹面反射鏡の両方を移動させることもできる。
【００２５】
図１の照明器具は、発光ダイオード１を矢印で示す方向に移動させるが、位置変更機３は、発光ダイオード１の集光点と凹面反射鏡２の焦点との相対位置を上下左右に移動して、光ビームを集光しあるいは拡散できる。集光点と焦点との相対的に移動する方向を調整して、光の拡散状態を変更することができる。
【００２６】
図２の照明器具は、位置変更機３で凹面反射鏡２を移動させて、発光ダイオード１の集光点と凹面反射鏡２の焦点との相対位置を変更する。この構造の照明器具は、発光ダイオード１と円錐反射ホーン６の相対位置を変更することなく、発光ダイオード１の集光点と凹面反射鏡２の焦点を相対的に移動する必要がある。
したがって、発光ダイオード１を移動させる場合、円錐反射ホーン６も一緒に移動する必要がある。図の照明器具は、凹面反射鏡２を移動させるので、発光ダイオード１と円錐反射ホーン６を固定できる。この位置変更機３は、凹面反射鏡２を矢印で示すように、図において上下方向に、あるいは左右方向に移動させて、凹面反射鏡２の反射光を平行光線とし、あるいは拡散光とする。
【００２７】
図３の照明器具は、位置変更機３で凸面反射鏡７の位置を移動して、凹面反射鏡２の反射光を平行光線として集光し、あるいは拡散させる。位置変更機３が凸面反射鏡７の位置を変化させると、凸面反射鏡７から凹面反射鏡２を照射する光ビームの方向が変化して、凹面反射鏡２は反射光を平行光線とし、あるいは拡散光とする。凹面反射鏡２の反射面は、凸面反射鏡７を特定の位置に配設すると、反射光を平行光線とする曲面としている。この照明器具は、位置変更機３で凸面反射鏡７のみを移動させるので、凸面反射鏡７と凹面反射鏡２の相対位置と、発光ダイオード１と凸面反射鏡７との相対位置が移動する。ただし、この構造の照明器具は、位置変更機で凹面反射鏡の位置を変化させて、凸面反射鏡と凹面反射鏡との相対位置を変化させ、あるいは位置変更機で発光ダイオードのみの位置を変化させて、発光ダイオードと凸面反射鏡との相対位置を変化して、凹面反射鏡の反射光を平行光線として集光し、あるいは拡散することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の照明器具は、色温度と発光強度の両方を極めて単時間で速やかに、しかも大幅に変更できる特長がある。それは、本発明の照明器具が、赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオードを、集光点に向かって光ビームを照射するように配置すると共に、各々の発光ダイオードの発光強度を制御回路で制御しており、さらに、発光ダイオードの光ビームを凹面反射鏡で集光ないし拡散して放射しているからである。本発明の照明器具は、従来のように、ハロゲンランプやキセノンランプを使用することなく、赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオードを光源に使用する。このため、この照明器具は、発光ダイオードの数を最適に選択することにより、高出力であって最適な光量の光ビームを照射できる。とくに、赤色、青色、緑色に発光する発光ダイオードを制御回路で制御することにより、発光強度に加えて色温度も極めて速やかに、しかも大幅に変更できる特長がある。さらに、発光ダイオードを光源に使用するので、寿命を極めて長くして保守と制御を簡単にできる特長もある。
【００２９】
さらに、本発明の照明器具は、光の照射範囲を極めて狭いスポットに集光したり、広い範囲に拡散することもできる特長がある。それは、本発明の請求項１の照明器具が、複数の発光ダイオードの集光点と凹面反射鏡の焦点との相対位置を位置変更機で変更しており、また、本発明の請求項２の照明器具が、発光ダイオードと凹面反射鏡との間に凸面反射鏡を配設して、発光ダイオードと凸面反射鏡との相対位置を、あるいは凸面反射鏡と凹面反射鏡との相対位置を位置変更機で変更しているからである。これらの照明器具は、発光ダイオードや凹面反射鏡、あるいは凸面反射鏡の相対的な位置を位置変更機で変更することにより、極めて簡単に発光ダイオードの光ビームを凹面反射鏡で集光ないし拡散できる。したがって、用途に応じて光の照射範囲を最適な状態に制御しながら、理想的に放射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる照明器具の概略構成図
【図２】本発明の他の実施例にかかる照明器具の概略構成図
【図３】本発明の他の実施例にかかる照明器具の概略構成図
【図４】本発明の他の実施例にかかる照明器具の概略構成図
【図５】図４に示す照明器具の要部拡大断面図
【符号の説明】
１…発光ダイオード
２…凹面反射鏡
３…位置変更機
４…制御回路
５…基台
６…円錐反射ホーン
７…凸面反射鏡
８…中心孔
【図１】
2005038605.tif 000003
【図２】
2005038605.tif 000004
【図３】
2005038605.tif 000005
【図４】
2005038605.tif 000006
【図５】
2005038605.tif 000007