(57)【要約】【課題】小型化が可能でしかも回路基板の放熱も適正に行うことができるＬＥＤ照明装置を提供することである。【解決手段】光源ユニット１２および導光管１４は灯体１１に収納され、光源ユニット１２は複数のＬＥＤ１５の各々の光ビームがアパーチャ１７に向くように複数のＬＥＤ１５を配列して疑似光源を作り、導光管１４は光源ユニット１２の複数のＬＥＤ１５からの光ビームをアパーチャ１７に導光管１４で集光させる。そして、灯体１１の内面と導光管１４の外面とで形成される空間Ｓｐの光源ユニット１２から遠い位置に回路基板１８が配置される。回路基板１８にはアパーチャ１７寄りほど背の高い部品が実装される。【選択図】  図１
2007305455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤの各々の光ビームがアパーチャに向くように複数のＬＥＤを配列する光源ユニットと；
前記光源ユニットからの光ビームをアパーチャに集光させる導光管と；
前記光源ユニットおよび前記導光管を収納する灯体と；
前記灯体の内面と前記導光管の外面とで形成される空間の前記光源ユニットから遠い位置に配置され、前記アパーチャ寄りほど高さ寸法の大きな部品が実装された回路基板と；
を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記回路基板のうち、前記光源ユニットを駆動する駆動回路基板と、外部からの操作指令を入力する操作回路基板とを前記灯体の別の側面に配置したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記駆動回路基板は、前記灯体の別の側面に分割して配置されたことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記導光管は、光ビームが集光するアパーチャの周辺部に形成され、前記アパーチャに集光された光を拡散する拡散フィルタを保持するとともに、前記アパーチャ近傍の熱を放熱するフランジを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として複数個のＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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として、複数個のＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、複数個のＬＥＤを点光源に近似させるために、アパーチャに光ビームが向くように複数個のＬＥＤをＬＥＤ配列部に取り付けて、複数個のＬＥＤの光ビームをアパーチャに集光させアパーチャを疑似光源として外部に光を射出するようにしている。また、導光管を用いて複数個のＬＥＤの光ビームを導光管の出口開口部に導き、その導光管の出口開口部を疑似光源とし、複数個のＬＥＤの光ビームを効率よく射出できるようにしている。
【０００３】
このようなＬＥＤ照明装置では、光源であるＬＥＤを点消灯させる駆動回路や外部からの操作指令を入力する操作回路等を形成する回路基板は、装置本体の下部に実装するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１５８６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＬＥＤ照明装置の回路基板を装置本体の下部に実装すると、装置本体から下方向にはみ出し構造となり、ＬＥＤ照明装置自体のサイズが大きくなる。一方、回路基板自体からも発熱があるので、ＬＥＤ光源部よりも下部に配置される回路基板からの熱がＬＥＤ光源部に影響する虞があり、光学特性が低下する虞がった。
【０００５】
本発明の目的は、小型化が可能でしかも回路基板の放熱も適正に行うことができるＬＥＤ照明装置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照明装置は、複数のＬＥＤの各々の光ビームがアパーチャに向くように複数のＬＥＤを配列する光源ユニットと；前記光源ユニットからの光ビームをアパーチャに集光させる導光管と；前記光源ユニットおよび前記導光管を収納する灯体と；前記灯体の内面と前記導光管の外面とで形成される空間の前記光源ユニットから遠い位置に配置され、前記アパーチャ寄りほど高さ寸法の大きな部品が実装された回路基板と；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。
【０００８】
アパーチャとは光ビームが通る開口部をいい、入射する光ビームの通過可能範囲を定め、通過する光ビームの断面形状を定めたり制限したりするものである。アパーチャ形状は、使用目的に応じて、円形、矩形、楕円形、多角形等を使用することができる。これにより、光源の大きさや形状が定まる。
【０００９】
導光管は、光ビームを入口開口部から入射し出口開口部から出射するものであり、光源ユニットの複数個のＬＥＤからの光ビームを出口開口部のアパーチャに導きアパーチャに集光させるものである。従って、導光管は複数個のＬＥＤからアパーチャへ近づくほど径が小さくなる形状である。
【００１０】
灯体とは光源ユニットおよび導光管を収納する筐体をいう。また、回路基板とは、光源ユニットの複数個のＬＥＤの点灯消灯または調光制御を行うための駆動回路、外部からの操作指令を入力する入力部、複数個のＬＥＤの制御回路等を有する回路基板であって、一枚または複数枚によって形成されるものである。
【００１１】
灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間の光源ユニットから遠い位置とは、灯体内部のアパーチャよりの位置である。導光管の形状は、光源ユニットの複数個のＬＥＤからアパーチャへ近づくほど径が小さくなる形状となっていることから、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間は、アパーチャへ近づくほど大きくなっており、従って、アパーチャ寄りほど高さ寸法の大きな部品を回路基板に実装する。この場合、必ずしも寸法の高い順に配置されている必要はなく、高さ寸法の相違する部品が順不同で混在して配置されていてもよい。要するに、比較的高さ寸法の大きい部品がアパーチャ寄りに配置されていればよいものである。
【００１２】
請求項２の発明に係わるＬＥＤ照明装置は、請求項１の発明において、前記回路基板のうち、前記光源ユニットを駆動する駆動回路基板と、外部からの操作指令を入力する操作回路基板とを前記灯体の別の側面に配置したことを特徴とする。
【００１３】
光源ユニットを駆動する駆動回路基板は、光源ユニットの複数個のＬＥＤの点灯消灯または調光制御を行うための半導体素子、例えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やトランジスタ等を有した回路基板である。一方、外部からの操作指令を入力する操作回路基板は、外部からの操作指令を入力する回路基板である。そして、駆動回路基板と操作回路基板とは灯体の別の側面に配置する。操作回路基板は操作性を考慮に入れて灯体の外部に操作部や入力部が位置するように配置するのがよい。
【００１４】
請求項３の発明に係わるＬＥＤ照明装置は、請求項２の発明において、前記駆動回路基板は、前記灯体の別の側面に分割して配置されたことを特徴とする。
【００１５】
駆動回路基板は、複数個のＬＥＤに供給する電力を制御するものであることから発熱を伴う。また、回路基板が大形化することもある。その場合には、駆動回路基板を分割して灯体の複数の側面に分散配置する。放熱をし易い部分である灯体の両側面に配置することが望ましい。
【００１６】
請求項４の発明に係わるＬＥＤ照明装置は、請求項１または２の発明において、前記導光管により光ビームが集光するアパーチャの周辺部に形成され、前記アパーチャに集光された光を拡散する拡散フィルタを保持するとともに、前記アパーチャ近傍の熱を放熱するフランジを備えたことを特徴とする。
【００１７】
フランジとは導光管の出口開口部におけるアパーチャの周辺部に形成された鍔状の縁部である。拡散フィルタとは複数個のＬＥＤからの光を拡散したり色を混ぜたりするものである。フランジは拡散フィルタを保持するとともにアパーチャ近傍の熱を導光管に伝達して放熱を促進する役目をする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間に回路基板を配置するので、ＬＥＤ照明装置の小型化が図れる。また、回路基板にはアパーチャ寄りほど背の高い部品を実装するので、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間への配置が容易に行える。さらに、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間の光源ユニットから遠い位置に回路基板を配置するので、光源ユニットの複数のＬＥＤからの発熱の影響を受けることが少ない。
【００１９】
請求項２の発明よれば、駆動回路基板と操作回路基板とを灯体の別々の領域に配置するので、灯体の小形化が図れる。また、駆動回路基板の裏面側の側面には放熱部材を対向して配置できるので放熱作用を促進できる。一方、操作回路基板は灯体の外部に操作部や入力部が位置するように配置できるので、操作性が確保できる。
【００２０】
請求項３の発明よれば、駆動回路基板を灯体の別の側面に分割して配置するので、駆動回路基板が大形化した場合であっても灯体の小型化を図ることができる。また、灯体の両側面に配置した場合には放熱作用の均一化が図れるので、放熱作用の偏りがなく効率的に放熱できる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、拡散フィルタの熱をフランジから吸収して導光管に伝達し導光管全体で放熱するので、アパーチャ近傍の熱を効率よく放熱できる。従って、アパーチャ近傍に設置される拡散フィルタの熱による劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置の外観図、図２は図１のＡ−Ａ線断面部での上面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面部での側面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面部での正面図である。図１に示すように、灯体１１の背面部には光源ユニット１２が収納されて配置され、灯体１１の前面部にはレンズユニット１３が設けられている。そして、レンズユニット１３から外部に照明光が出射される。
【００２３】
図２に示すように、灯体１１の内部には導光管１４が収納され、背面部に光源ユニット１２が収納される。光源ユニット１２は複数のＬＥＤ１５を有し、背面には放熱フィン１６が設けられている。複数のＬＥＤ１５で発熱した熱は、この放熱フィン１６で灯体１１の外部に放熱される。
【００２４】
また、光源ユニット１２の複数のＬＥＤ１５は、各々の光ビームがアパーチャ１７に向くように配列されており、導光管１４は複数のＬＥＤ１５の光ビームを入口開口部から入射し、入射した光ビームを出口開口部のアパーチャ１７に向けて集光しアパーチャ１７で疑似光源を形成する。導光管１４は光ビームを通す光路であり、光ビームが外部に漏れないようにする役割とともにアパーチャ１７に向けて光ビームを集光する役割を有し、さらに、灯体１１内の配線ケーブルが光路内に入り込まないようにする役割も有する。
【００２５】
また、疑似光源はアパーチャを通過する光ビームを光源として見立てた場合の光源であり、実際の光源は光源ユニットに配列された複数個のＬＥＤであるが、複数のＬＥＤの各々の光ビームをアパーチャに向けて配列し、アパーチャで集光することによって疑似光源を作る。この疑似光源からの光はレンズユニット１３の投影レンズ２４ａ、２４ｂを通って外部に出射される。
【００２６】
このように、導光管１４は光ビームをアパーチャ１７に向けて集光するものであるので、光源ユニット１２の方向からアパーチャ１７へ近づくほど径が小さくなる形状をしている。従って、灯体１１の内面と導光管１４の外面とで形成される空間Ｓｐは、逆に、光源ユニット１２の方向からアパーチャ１７へ近づくほど大きな空間となる。この空間Ｓｐに回路基板１８を収納する。
【００２７】
図５は本発明の第１の実施の形態における回路基板１８の側面図である。回路基板１８には、高さ寸法の大きな部品１９ａ、高さ寸法の小さな部品１９ｂ、その中間の高さの部品１９ｃが実装されるが、回路基板１８を収納する空間Ｓｐは、光源ユニット１２の方向からアパーチャ１７へ近づくほど大きな空間であるので、アパーチャ１７寄りほど高さ寸法の大きな部品１９ａを実装する。また、光源ユニット１２の複数個のＬＥＤ１５は発熱するので、その熱の影響を受けないように、回路基板１８は空間Ｓｐのうち光源ユニット１２から遠い位置に配置する。
【００２８】
ＬＥＤ照明装置の回路基板１８には、図２および図３に示すように、光源ユニット１２の複数個のＬＥＤ１５の点灯消灯または調光制御を行うための駆動回路を形成した駆動回路基板１８ａ１、１８ａ２、外部からの操作指令を入力する操作回路を形成した操作回路基板１８ｂ、複数個のＬＥＤ１５の制御回路等を形成した制御回路基板１８ｃがある。
【００２９】
光源ユニット１２を駆動する駆動回路基板１８ａは、複数個のＬＥＤ１５に供給する電力を制御するものであることから比較的大きな回路基板となり発熱を伴う。１個の回路基板で形成したときには、大きな回路基板となり空間Ｓｐに入らないので２分割して形成し、図２に示すように、２分割した駆動回路基板１８ａ１、１８ａ２を灯体１１の両側面に配置する。
【００３０】
ここで、灯体１１の側面の一方に２分割した駆動回路基板１８ａの一つを収納し、２分割した駆動回路基板１８ａの他の一つを灯体１１の上面部に配置することも可能であるが、バランスおよび放熱を考慮して灯体１１の両側面に配置する。すなわち、２分割した駆動回路基板１８ａ１、１８ａ２を灯体１１の両側面に配置した場合には、図４に示すように、灯体１１の両側面に放熱フィン２０を設けることができる。
【００３１】
外部からの操作指令を入力する操作回路を形成した操作回路基板１８ｂは、図３に示すように、灯体１１の上面部に配置する。操作回路基板１８ｂは、ＬＥＤ照明装置の各部に操作指令を与えるものであり、比較的小さな回路基板であるからである。また、外部からの操作性も考慮に入れるためである。操作回路基板１８ｂを灯体１１の上面部に配置することにより外部からの操作性が向上する。
【００３２】
また、複数個のＬＥＤ１５の制御回路等を形成した制御回路基板１８ｃは、図３に示すように、灯体１１の下面部に配置する。これは、外部とのインターフェースが不要であり、発熱部品が少なく、かつ、温度特性の高い部品が実装されているため放熱する必要がないからである。なお、灯体１１の下面部には点灯用電源２１が配置されている。
【００３３】
以上の説明では、操作回路基板１８ｂを灯体１１の上面部に設け、駆動回路基板１８ａを灯体１１の両側面に設けたものを示したが、図６に示すように、駆動回路基板１８ａを灯体１１の上面部に設け、操作回路基板１８ｂを側面に設けるようにしてもよい。そして、上面部に設けられた駆動回路基板１８ａの裏面側に放熱フィン２０を設けるようにしてもよい。
【００３４】
第１の実施の形態によれば、光源ユニット１２の複数のＬＥＤ１５からの光ビームを導光管１４でアパーチャ１７に導き集光し、光源ユニット１２および導光管１４を収納する灯体１１の内面と導光管１４の外面とで形成される空間Ｓｐに回路基板１８を配置するので、ＬＥＤ照明装置の小型化が図れる。また、回路基板にはアパーチャ１７寄りほど背の高い部品１９ａを実装するので、灯体１１の内面と導光管１４の外面とで形成される空間Ｓｐへの配置が容易に行える。さらに、灯体１１の内面と導光管１４の外面とで形成される空間Ｓｐの光源ユニット１２から遠い位置に回路基板１８を配置するので、光源ユニット１２の複数のＬＥＤ１５からの発熱の影響を受けることが少なく、回路基板１８の放熱も適正に行うことができる。
【００３５】
また、光源ユニット１２を駆動する駆動回路基板１８ａは灯体１１の両側面に配置するので、灯体１１の側面部に放熱フィン２０を設けて駆動回路基板１８ａの放熱を容易に行うことができる。また、光源ユニット１２を駆動する駆動回路基板１８ａを灯体１１の両側面に分割して配置するので、駆動回路基板１８ａが大形化した場合であっても灯体１１の小型化を図ることができる。また、放熱作用の均一化が図れるので放熱作用の偏りがなく効率的に放熱できる。
【００３６】
一方、外部からの操作指令を入力する操作回路基板１８ｂは灯体１１の上面部に配置するので、外部からの操作が容易に行える。さらに、複数個のＬＥＤ１５の制御回路等を形成した制御回路基板１８ｃは、灯体１１の下部に設けられた点灯用電源２１近傍の灯体１１の下面部に配置するので、灯体１１の内面と導光管１４の外面とで形成される空間Ｓｐを有効利用できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置の縦断面部での側面図である。図３に示した第１の実施の形態に対し、導光管１４の出口開口部にフランジ２２を追加して設けたものである。図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３８】
フランジ２２は導光管１４の出口開口部のアパーチャ１７の周辺部に鍔状の縁部として形成され、このフランジ２２で拡散フィルタ２３を保持する。拡散フィルタ２３は複数個のＬＥＤ１５からの光を拡散し、レンズユニット１３に出射する。レンズユニット１３には投影レンズ２４ａ、２４ｂが内蔵されており、アパーチャ１７で得られた光を疑似光源とし、外部に照明光として出射する。
【００３９】
また、拡散フィルタ２３は複数個のＬＥＤ１５からの照射光により熱を持つことになるので、その熱をフランジ２２を介して導光管１４に伝達し、導光管１４により放熱する。
【００４０】
第２の実施の形態によれば、複数個のＬＥＤ１５からの照射光によりアパーチャー１７に集光された照射光により拡散フィルタ２３に蓄積される熱をフランジ２２で吸収して導光管１４に伝達し導光管１４全体で放熱するので、アパーチャ１７近傍の熱を効率よく放熱できる。従って、アパーチャ１７近傍に設置される拡散フィルタ２３の熱による劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置の外観図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面部での上面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面部での側面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面部での正面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における回路基板の側面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における回路基板の配置の他の一例を示す図１のＣ−Ｃ線断面部での正面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わるＬＥＤ照明装置の縦断面部での側面図。
【符号の説明】
【００４２】
１１…灯体、１２…光源ユニット、１３…レンズユニット、１４…導光管、１５…ＬＥＤ、１６…放熱フィン、１７…アパーチャ、１８…回路基板、１９…部品、２０…放熱フィン、２１…点灯用電源、２２…フランジ、２３…拡散フィルタ、２４…投影レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007305455.tif 000007
【図６】
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【図７】
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