(57)【要約】【課題】  発光体からの放射光の光損失が低減されるとともに、小型化が図れる照明装置を提供する。【解決手段】  照明装置１は、複数個の半導体発光素子１６が凸面状に設けられた発光体２と、半導体発光素子１６が焦点Ｆ１よりも出射方向側に位置することができるように発光体２に対して設けられたレンズ３と、投光開口６から発光体２の放射光が出射するように発光体２およびレンズ３を配設している筐体４と、レンズ３の光軸方向で発光体２およびレンズ３の相対的位置を調整する調整手段５とを具備している。【選択図】図１
2013114976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の半導体発光素子が凸面状に設けられた発光体と；
前記半導体発光素子が焦点よりも出射方向側に位置することができるように前記発光体に対して設けられたレンズと；
投光開口を有し、この投光開口から前記発光体の放射光が出射するように前記発光体および前記レンズを配設している筐体と；
前記レンズの光軸方向で前記発光体および前記レンズの相対的位置を調整する調整手段と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数個の半導体発光素子は、集合して設けられ、前記投光開口から均一な放射光が出射するようにそれぞれの放射方向が設定されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光源である発光体からの放射光をレンズで制御して出射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スタジオや劇場などの演出照明で使用される照明装置としてのスポットライトは、光源、この光源の放射光を集光して光軸方向へ照射するレンズ、光源とレンズとの距離を変えて放射光の照射範囲を調整する調整手段および光源やレンズを収納する筐体を備えている。そして、近年、光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。
【０００３】
光源としてのＬＥＤは、長寿命であり、発熱量が小さいとともに、多種類の色光に対応可能であるという利点を有する。しかし、ＬＥＤは、従来使用されているハロゲン電球や放電ランプに比べて、個々の光量が比較的小さい。このため、スポットライトは、多数のＬＥＤを使用して、所定の光量を得るようにしている。
【０００４】
従来、スポットライトには、例えば球面板の内側曲面（凹面）に多数のＬＥＤを配置し、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および照度分布を変化させるものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
また、擬似光源部となるアパーチャに光ビームが向くように複数個のＬＥＤを配置して構成されたスポットライトが提供されている（例えば特許文献２参照。）。このスポットライトは、複数個のＬＥＤが凹面状に配置されており、ＬＥＤからの光の集光点がアパーチャの位置となり、アパーチャで擬似光源を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０７５０２号公報（第４頁、第３図）
【特許文献２】特開２０１０−１９２３９４号公報（第２頁、第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＥＤを凹面状に配置する従来の構成は、スポットライトから出射される全光束を大きくするためにＬＥＤの数量を多くするほど、凹面状の形状が大きくなって、ＬＥＤから集光点までの距離が大きくなるとともに、ＬＥＤからレンズまでの距離も大きくなる。このため、筐体の長手寸法および高さ寸法がそれぞれ大きくなってスポットライトの小型化が図れにくくなるとともに、ＬＥＤおよびレンズ間の光損失が大きくなるという問題があった。
【０００８】
本実施形態は、発光体からの放射光の光損失が低減されるとともに、小型化が図れる照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の照明装置は、発光体、レンズ、筐体および調整手段を有して構成される。
【００１０】
発光体は、複数個の半導体発光素子が凸面状に設けられている。
【００１１】
レンズは、半導体発光素子が焦点よりも発光体の放射光の出射方向側に位置することができるように発光体に対して設けられている。
【００１２】
筐体は、投光開口を有している。そして、筐体は、投光開口から発光体の放射光が出射するように発光体およびレンズを配設している。
【００１３】
調整手段は、レンズの光軸方向で発光体およびレンズの相対的位置を調整する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、発光体は、複数個の半導体発光素子が凸面状に設けられ、レンズの焦点よりもレンズ側に設けられるので、半導体発光素子とレンズとの距離を小さくすることができて、半導体発光素子からの放射光の光損失を低減でき、筐体の小型化を図ることができることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を示す照明装置の概略断面図である。
【図２】同じく、発光体の概略断面図である。
【図３】同じく、図１のＡ部分の拡大概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態の照明装置１は、例えばスタジオや舞台などで使用されるスポットライトであり、図１に示すように、発光体２、レンズ３、筐体４および調整手段としての調整部材５を有して構成されている。照明装置１は、筐体４が前面４ａ側に投光開口６を有する略直方体に形成されており、投光開口６から発光体２の放射光を出射する。
【００１８】
発光体２は、筐体４内の中央部に配設された取付け箱７に設けられている。この取付け箱７は、Ｌ形の支持部材８、リベット９およびねじ１０により筐体４内に取り付けられた取付部材１１に固定されている。取付け箱７は、四角形状に形成され、その側面側に放熱器１２，１３が設けられている。また、取付部材１１には、放熱器１４が取り付けられている。放熱器１４は、取付部材１１に取り付けられた固定板１１ａ，１１ａに挟持されるようにして設けられている。放熱器１２，１３，１４は、放熱フィンを有する既存の構成により形成されている。
【００１９】
発光体２は、図２に示すように、基板１５および半導体発光素子としての発光ダイオード１６を有して形成されている。基板１５は、金属板例えばアルミニウム（Ａｌ）板からなり、周回に亘る円形のフランジ部１７およびこのフランジ部１７から外方に略椀状に突出する突出部１８に形成されている。そして、突出部１８の頂部側外面１８ａには、四角形状の平面部１９が連設するように形成されている。この平面部１９は、発光ダイオード１６の実装面となっており、少なくとも発光ダイオード１６の数量分設けられている。また、各平面部１９は、フランジ部１７に対してそれぞれ所定の傾斜角度となるように形成されている。突出部１８は、少なくとも平面部１９に図示しない絶縁層が形成されている。
【００２０】
そして、基板１５は、そのフランジ部１７が取付け箱７の取付け板部２０に複数個のねじ２１およびナット２２により取り付けられている。取付け板部２０は、開口されている。基板１５は、その突出部１５が取付け板部２０の開口２３に正対するように設けられている。
【００２１】
発光ダイオード１６は、例えば両側に一対の電極１６ａ，１６ｂを有するＳＭＤ（Surface  Mount  Device）形であり、可視光例えば白色光を放射するように形成され、突出部１８の平面部１９において、図示しない接着材により絶縁層上に固定されている。そして、発光ダイオード１６は、突出部１８の頂部側外面１８ａにマトリックス状に設けられている。例えば５個の発光ダイオード１６が５列に設けられている。
【００２２】
発光ダイオード１６が実装されている各平面部１９は、突出部１８の頂部側外面１８ａに連設するように形成されているとともに、フランジ部１７に対してそれぞれ所定の傾斜角度となるように形成されている。したがって、複数個の発光ダイオード１６は、突出部１８の頂部側外面１８ａに集合して設けられているとともに、フランジ部１７に対して凸面状に設けられている。
【００２３】
そして、列状の隣り合う発光ダイオード１６，１６は、それらの電極１６ａ，１６ｂにジャンパー線２４がはんだ付けされている。発光ダイオード１６は、列毎に直列接続されて、各列が並列接続されている。すなわち、発光ダイオード１６は、ジャンパー線２４により直並列接続されている。
【００２４】
そして、列状の最端側の発光ダイオード１６，１６の電極１６ａ，１６ｂにリード線２５，２５がはんだ付けされている。リード線２５，２５は、基板１５の突出部１８に設けられた挿通孔２６，２６を通って、取付け板部２０の開口２３から取付け箱７内に導入され、後述する点灯装置３９に接続されている。
【００２５】
なお、発光ダイオード１６は、基板１５に複数個のＬＥＤベアチップを実装して透光性樹脂で封止したＣＯＢ（Chip  On  Board）形のものであってもよい。
【００２６】
図１において、レンズ３は、例えばフレネルレンズであり、その平面３ａが発光体２側となり、その屈曲面３ｂが筐体４の投光開口６側となるように、発光体２に正対して設けられている。レンズ３は、発光体２の発光ダイオード１６から放射された放射光を光軸方向側に出射するように配設されている。
【００２７】
また、レンズ３は、発光体２の複数個の発光ダイオード１６がレンズ３の焦点Ｆ１よりもレンズ３側に位置することができるように発光体２に対して設けられている。すなわち、レンズ３は、複数個の発光ダイオード１６がレンズ３の焦点Ｆ１よりも放射光の出射方向側に位置することができるように発光体２に対して設けられている。
【００２８】
発光体２は、当初、発光ダイオード１６がレンズ３の焦点Ｆ１よりもレンズ３側に位置するように設けられる。このとき、発光ダイオード１６は、レンズ３の焦点Ｆ１に配設される仮想点光源から放射される放射光の放射経路上に位置するとともに、自身の放射光が仮想点光源の放射光と同一方向を向くように設けられている。すなわち、図２において、発光ダイオード１６が実装される平面部１９は、前述となるように、その位置および傾斜角度が設定されている。
【００２９】
レンズ３は、図１に示すように、底板部２６に開口２７を有し、高さが低い円筒体２８にねじ２９により取り付けられている。レンズ３は、底板部２６に開口２７を塞ぐように取り付けられている。そして、円筒体２８の下端側には、円筒体２８を筐体４内に保持するとともに、筐体４内で移動させるための継手３０が設けられている。継手３０は、ねじ２９ａにより円筒体２８に固定されている。
【００３０】
継手３０は、図３に示すように、円筒状の管体３１およびこの管体３１に固定されたねじ３２を有して形成されている。ねじ３２は、管体３１に形成された図示しない孔に挿入され、その先端側３２ａが管体３１内に位置するようにして、ナット３３により管体３１に固定されている。
【００３１】
図１において、筐体４は、前面４ａ側に投光開口６を有し、後面４ｂ側に突片３４を有する長方形の箱状に金属板により形成されている。筐体４は、前面４ａから後面４ｂ方向が長手方向となっている。後面４ｂには、図示しない操作スイッチなどが配設されている。また、下面４ｃ側には、電源収納箱３５、端子収納箱３６および支持脚３７が設けられている。
【００３２】
電源収納箱３５には、電源装置３８が収納されている。端子収納箱３６には、図示しない端子台が収納されている。支持脚３７は、電源収納箱３５とともに筐体４全体を支持する。端子台には、外部の交流電源からの図示しない電源線が接続される。電源装置３８は、交流電源を直流電源に変換するものであり、既存の構成により形成されている。
【００３３】
そして、筐体４は、放熱器１４の配設領域の短手方向両側に、図１中、２点鎖線で示すように、点灯装置３９を収納している。点灯装置３９は、電源装置３８から出力された直流電源を調整して、所定の直流電圧を一対のリード線２５，２５（図２に示す。）間に出力するように、既存の構成により形成されている。これにより、発光体２の発光ダイオード１６は、所定の電流が流れて点灯する。
【００３４】
筐体４は、発光体２を取付部材１１および取付け箱７などを介して配設し、レンズ３を調整部材５、継手３０および円筒体２８を介して配設している。すなわち、筐体４は、投光開口６から発光体２の放射光が出射するように発光体２およびレンズ３を配設している。そして、発光体２とレンズ３との距離は、調整手段としての調整部材５により変化される。
【００３５】
調整部材５は、筐体４の下面４ｃ側の内側に設けられており、回転軸４０、支持管４１，４２、軸受４３および操作ハンドル４４を有して構成されている。回転軸４０は、真鍮などの金属棒からなり、長手方向に螺旋状の溝４５が形成されている。回転軸４０は、筐体４の後面４ｂから外方に突出するように設けられている。
【００３６】
支持管４１，４２は、回転軸４０を筐体４内に支持するものであり、図示しない支持部材などにより筐体４の内面に取り付けられている。支持管４１，４２は、それぞれ略円筒状に形成され、回転軸４０を挿通させている。軸受４３は、筐体４の前面４ａの背面側に取り付けられており、回転軸４０を支えて回転させる。
【００３７】
そして、操作ハンドル４４は、筐体４の後面４の外方において、回転軸４０に取り付けられている。操作ハンドル４４の回転が回転軸４０の回転となるものである。
【００３８】
そして、回転軸４０には、支持管４１および支持間４２の間において、継手３０の管体３１が挿通されている。そして、図３に示すように、管体３１に固定されたねじ３２の先端側３２ａが回転軸４０の溝４５内に挿入されている。
【００３９】
ねじ３２は、回転軸４０の回転により溝４５に沿って移動する。これにより、継手３０、円筒体２８およびレンズ３が回転軸４０の長手方向に沿って移動する。すなわち、操作ハンドル４４を、図１中、右回りに回転させると、レンズ３は、筐体４の投光開口６側に移動し、発光体２から遠ざかる。また、操作ハンドル４４を、図１中、左回りに回転させると、レンズ３は、発光体２側に移動し、発光体２に近づく。このように、調整部材５は、操作ハンドル４４を回転操作することにより、レンズ３の光軸方向で発光体２およびレンズ３の相対的位置を調整する。
【００４０】
なお、調整手段としての調整部材５は、筐体４の短手方向の両側に設けられている。このとき、一方の調整部材５は、上述のように形成されているが、他方の調整部材５は、軸受４３および操作ハンドル４４が設けられず、回転軸４０が溝４５を有しなく回転しない挿通棒となっているものである。
【００４１】
次に、本実施形態の作用について述べる。
【００４２】
点灯装置３９から発光体２の発光ダイオード１６に所定の電流が供給されると、発光ダイオード１６は、点灯して、可視光を放射する。この放射光は、レンズ３の屈曲面３ｂ側で主として屈曲されて、筐体４の投光開口６から外方に出射される。
【００４３】
そして、調整部材５の操作ハンドル４４を左回り又は右回りに回転させることにより、レンズ３が発光体２に近づき又は遠ざかり、投光開口６から出射される出射光の照射範囲および照射分布が変化される。
【００４４】
複数個の発光ダイオード１６は、基板１５に凸面状となるように設けられているとともに、レンズ３の焦点Ｆ１よりもレンズ３側となることができるように設けられている。したがって、発光体２とレンズ３との距離が比較的短くなっており、前記距離が短くなる分、発光体２およびレンズ３間における発光ダイオード１６からの放射光の光損失が低減される。
【００４５】
また、基板１５で発光ダイオード１６が集合されて実装されているので、基板１５における発光ダイオード１６の実装面積（占有領域）が小さくなり、発光体２が小型化される。これにより、レンズ３も小型化されて、発光体２およびレンズ３を配設する筐体４が小型化される。
【００４６】
そして、複数個の発光ダイオード１６は、その放射光の放射方向がレンズ３の焦点Ｆ１に設けられる仮想点光源の放射方向となるように基板１５に設けられているので、レンズ３から均一な出射光が出射されるようになり、これにより、筐体４の投光開口６から均一な出射光が出射される。
【００４７】
本実施形態の照明装置１によれば、発光体２は、複数個の発光ダイオード１６が基板１５に凸面状に設けられて、レンズ３の焦点Ｆ１よりも放射光の出射方向（レンズ３）側に設けられるので、発光ダイオード１６とレンズ３との距離を小さくすることができ、発光体２およびレンズ３をそれぞれ小型化することができて、発光ダイオード１６からの放射光の光損失を低減できるとともに、筐体４の小型化を図ることができるという効果を有する。
【００４８】
また、複数個の発光ダイオード１６は、基板１５に集合して設けられ、それぞれの放射方向がレンズ３の焦点Ｆ１に設けられる仮想点光源の放射方向となるように設定されているので、筐体４の投光開口６から均一な放射光を出射することができるという効果を有する。
【符号の説明】
【００４９】
１…照明装置、  ２…発光体、  ３…レンズ、  ４…筐体、  ５…調整手段としての調整部材、  ６…投光開口、  １６…半導体発光素子としての発光ダイオード
【図１】
2013114976.tif 000003
【図２】
2013114976.tif 000004
【図３】
2013114976.tif 000005