(57)【要約】【課題】複数のＬＥＤ発光ユニットを用いたＬＥＤ照明装置において、照明光の照射範囲を自在に調整可能とする。【解決手段】ＬＥＤ照明装置１は、複数のＬＥＤ発光ユニット２と、この発光ユニット２が取り付けられる取付基板３とを備え、複数の発光ユニット２が、それら各光軸を可変とする光軸可変装置４を介して取付基板３上に取り付けられている。光軸可変装置４を調整することにより、複数の発光ユニット２の各光軸が可変となり、照明光の照射範囲を自在に調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ発光ユニットと、このＬＥＤ発光ユニットが取り付けられる取付基板とを備えたＬＥＤ照明装置であって、
前記複数のＬＥＤ発光ユニットが、それら各光軸を可変とする光軸可変装置を介して前記取付基板上に取り付けられていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ発光ユニットを備えたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、白熱灯や蛍光灯に代えて、消費電力の少ない発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いたＬＥＤ照明装置が提案されている。しかし、ＬＥＤ単体の光量は、白熱灯や蛍光灯に比べて少ない。そのため、この種のＬＥＤ照明装置では、一般に、複数のＬＥＤを用い、これらを所定位置に配設することにより、照明装置としての所望される照度を実現している（例えば、特許文献１参照）。しかし、複数のＬＥＤの出力が一定であると、その照射面は、照明装置に近接するほど明るく、遠くなるほど暗くなり、照度が不均一になる。そこで、特許文献１に記載された照明装置では、各ＬＥＤの出力を調整することにより照度分布を制御できるようにしている。
【０００３】
特許文献１に記載された照明装置の構成を、図１０（ａ）（ｂ）に示す。この照明装置１０１は、取付部１０５の所定位置に複数のＬＥＤランプ１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）が配設され、各ＬＥＤランプ１０２の電源印加回路には、異なる個数の抵抗Ｒが接続される。これら抵抗Ｒによって夫々のＬＥＤランプ１０２に異なる抵抗値が設定されることにより、各ＬＥＤランプ１０２の出力を適宜に調整することができ、所望の照度分布を実現できる。
【特許文献１】特開２００１−１５５５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される照明装置１０１は、ＬＥＤランプ１０２が取付部１０５に固定されているので、ＬＥＤランプ１０２の光軸の向きは一定である。そのため、ＬＥＤランプの配光を照明装置の使用環境に応じて制御することができず、照明光の照射範囲は予め定められているので、照明装置としての汎用性が低い。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、使用環境に応じて適宜に配光を制御することにより、照明光の照射範囲を自在に調整することができる汎用性の高いＬＥＤ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】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、複数のＬＥＤ発光ユニットと、このＬＥＤ発光ユニットが取り付けられる取付基板とを備えたＬＥＤ照明装置であって、前記複数のＬＥＤ発光ユニットが、それら各光軸を可変とする光軸可変装置を介して前記取付基板上に取り付けられているものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、光軸可変装置により、複数のＬＥＤ発光ユニットの各光軸を可変とすることができるので、照明光の照射範囲を自在に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態のＬＥＤ照明装置１は、複数のＬＥＤ発光ユニット２（以下、発光ユニットという）と、この発光ユニット２が取り付けられる取付基板３とを備え、複数の発光ユニット２は、それら各光軸（一点鎖線で示す）を可変とする光軸可変装置４を介して取付基板３上に取り付けられている。図１においては、光軸可変装置４を各発光ユニット２の配置位置に応じて調整することにより、夫々の光軸方向を異ならせた状態を示している。図２においては、光軸の向きを略水平方向とした各発光ユニット２（実線で示す）と、光軸の向きを斜め上方へ変化させた各発光ユニット２（二点鎖線で示す）とを示しており、光軸を変化させた後の光軸を二点鎖線矢印で示している。このように、各発光ユニット２は、夫々の光軸を、光軸可変装置４を調整することにより任意に可変することができるように構成されている。
【０００９】
発光ユニット２、取付基板３及び光軸可変装置４は、前面に開口部を有する筐体５に収納され、筐体５の開口部には前面カバー６が取り付けられる。本例のＬＥＤ照明装置１は、ライトアップ投光器として用いられることから、筐体５には、ＬＥＤ照明装置１は設置面Ｆに固定するためのアーム部７ａが設置される。ＬＥＤ照明装置１は電源コード８を介して商用電源に接続される。なお、図１乃至図３においては、ＬＥＤ照明装置１の光出射面が角型形状であるものを示しているが、これに限らず、光出射面の形状は、例えば円形であってもよい。
【００１０】
筐体５は、その内部に取付基板３を固定するための台座（図示せず）を備える。この筐体５の材質には、鋼板、ステンレス、アルミニウム又は強化プラスチック等が、設置環境や用途に応じて適宜に用いられる。また、筐体５は、電源コード８と発光ユニット２と接続する配線部品等を内蔵してこれを保護する。前面カバー６は、発光ユニット２の前面をカバーするためのものである。前面カバー６の材質には、ガラス、アクリル又はポリカーボネイト等の透過性の高い透光性材料が用いられる。なお、前面カバー６は必須ではなく、ＬＥＤ照明装置１の設置環境によっては、前面カバー６を除去して、筐体５内が開放状態とされてもよい。アーム部７ａの材質には、例えば、ステンレス等が用いられる。
【００１１】
上記発光ユニット２及び光軸可変装置４の具体的な構成について、図４（ａ）乃至（ｃ）及び図５を参照して説明する。発光ユニット２は、発光部分であるＬＥＤ２０と、このＬＥＤ２０を実装するためのＬＥＤ基板２１と、商用電源をＬＥＤ２０の定格電圧に変換する電源ユニット２２と、ＬＥＤ２０の配光を制御するレンズ２３と、それらを固定及び保護する発光ユニット本体２４とを備える。光軸可変装置４は、取付基板３（図２参照）に対して水平方向に回転する第１の回転軸４ａを有する水平部材４１と、取付基板３に対して鉛直方向に回転する第２の回転軸４ｂを有する１対の鉛直部材４２とを備える。光軸可変装置４は、水平部材４１が取付基板２の所定位置に回転自在に取り付けられる。
【００１２】
発光ユニット２は、１対の鉛直部材４２によって挟持されることにより位置決めされる。発光ユニット２は、第１の回転軸４ａを軸に回転することにより、図４（ｂ）に示すように、水平方向の光軸角度が可変となり、第２の回転軸４ｂを軸に回転することにより、図４（ｃ）に示すように、鉛直方向の光軸角度が可変となる。これら水平方向及び鉛直方向の角度を適宜に調整することにより、発光ユニット２は、立体角ω≒２Π（パイ）［ｓｒ］の方向に対して光軸を調整することができる。
【００１３】
光軸可変装置４は、ＬＥＤ照明装置１が設置される際に、手動により操作され、複数の発光ユニット２の光軸が夫々を所定の方向になるよう調整される。ＬＥＤ照明装置１は、第１及び第２の回転軸４ａ，４ｂを軸に水平部材４１及び１対の鉛直部材４２を回転駆動させる駆動装置（図示せず）を備え、装置設置後にユーザが任意に配光制御できるように構成されてもよい。この場合、好ましくは、駆動装置は、マイコン等から成る制御部及びトリガ信号入力部を備え、ユーザの指示等によるトリガ信号を受信すると、制御部は、このトリガ信号に応じて上記各部材４１，４２を駆動させるように構成される。
【００１４】
ＬＥＤ２０は、その光軸がＬＥＤ基板２１に対して鉛直方向になるようＬＥＤ基板２１上に実装される。図４（ａ）は、ＬＥＤ基板２１上に４個のＬＥＤ２０が実装された例を示すが、ＬＥＤ２０の個数は特に制限されない。これらのＬＥＤ２０は、夫々発光色の異なるものであってもよいし、単色のものであってもよい。
【００１５】
ＬＥＤ基板２１は、好ましくは複数のＬＥＤ２０を実装可能なものが用いられる。ＬＥＤ基板２１の材質としては、主にガラスエポキシ樹脂が用いられる。また、ＬＥＤ基板２１の背面には、ダイオード、コンデンサ及び抵抗（図示せず）等が実装される。電源ユニット２２は、商用電源をＬＥＤ２０の定格電圧に変換する変圧器、整流器及び安定化回路等を含む電源回路を備える。また、電源ユニット２２は、電源接続用リード線２５を介して商用電源と接続される。また、発光ユニット本体２４には、好ましくは磁器製のものが用いられる。
【００１６】
レンズ２３は、ＬＥＤ２０から入射した光を屈折させて出射することにより、ＬＥＤ２０からの出射光の配光を制御する。本実施形態においては、図５に示すように、複数のＬＥＤ２０に対して１つのレンズ２３が設けられてもよいし、各ＬＥＤ２０に対して夫々個別のレンズが設けられていてもよい。レンズ２３の材質には、透光性のアクリル樹脂が使用される。レンズ２３は、ＬＥＤ２０からの光の配光を制御するが、その光軸を変化させるものではない。そのため、ＬＥＤ２０の光軸は、ＬＥＤ基板２１に対して鉛直方向に延びる。レンズ２３の配光特性は、特狭角タイプ（１／２ビーム角：２８°未満）、狭角タイプ（１／２ビーム角：２８°以上３８°未満）、中角タイプ（１／２ビーム角：３８°以上５４°未満）、広角タイプ（１／２ビーム角：５４°以上７４°未満）、特広角タイプ（１／２ビーム角：７４°以上）等がある。
【００１７】
ここで、光源の配光と１／２ビーム角との関係について、図６を参照して説明する。光源Ｌの光軸Ｌ１を鉛直とした場合の配光によって、ある水平面Ｆ上における水平面照度が光軸Ｌ１下方の照度の１／２にとなる点Ｐを発光中心と結んだ方向線Ｌ２と、光軸Ｌ１とのなす角度を１／２照射角といい、この１／２照射角の２倍の角度を１／２ビーム角という。すなわち、１／２ビーム角が狭角となるレンズ２３を備えた発光ユニット２は、指向性が高く、狭い範囲に高照度の光を照射することができる。また、１／２ビーム角が広角となるレンズ２３を備えた発光ユニット２は、広い範囲に比較的低照度の光を照射できる。ＬＥＤ照明装置１は、好ましくは、これらの発光ユニット２のうち、配光の異なるレンズを備えた複数の発光ユニット２が適宜に組み合わされて使用される。
【００１８】
次に、ＬＥＤ照明装置１の動作について、図７（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。図７（ａ）は、光軸可変装置４が調節されて、複数の発光ユニット２の各光軸が、取付基板３と略垂直方向となるように制御されたときの壁面Ｗに投影される照射面Ｒの例を示す。この配光は、横長の長方形の看板等を照射する際に効果的である。また、複数の発光ユニット２の各光軸を設置面Ｆに対して水平方向に向けることにより、更にワイドな配光を取ることもできる。図７（ｂ）は、複数の発光ユニット２の各光軸を、照射面Ｒの略中央方向に集中させたときの配光の例を示す。この配光は、ある一点をスポット的に照射する際に適している。上述のように、発光ユニット２は、立体角ω≒２Π（パイ）［ｓｒ］の方向に対して光軸を制御可能であるので、ＬＥＤ照明装置１の光出射面が角型であっても、隅部に設けられた発光ユニット２の光軸を略中心方向に制御することにより、壁面Ｗに投影される照射面Ｒの形状を円形にする配光や、図７（ｃ）に示すように、照射面Ｒが広範は円形となる配光を実現することができる。
【００１９】
このように、ＬＥＤ照明装置１は、複数の発光ユニット２の各光軸を立体角的に制御することにより、一つのＬＥＤ照明装置で大きく異なる配光を実現することができる。そのため、設置環境に応じて照明光の照射範囲及びその形状を自在に調整することができ、多種多様な用途に使用し得る高い汎用性を有する。
【００２０】
次に、本実施形態のＬＥＤ照明装置１の変形例について、図８（ａ）（ｂ）及び図９（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。この変形例は、街灯等に用いられ、街灯用の支柱部９に接続するためのアーム部７ｂを備えたものである。図８（ａ）（ｂ）は、ＬＥＤ照明装置１の光出射面の形状が円形であるものを示しているが、これに限られず、その形状は上述した角型であってもよい。
【００２１】
この変形例のＬＥＤ照明装置１においても、上述の実施形態と同様に、光軸可変装置４が適宜に調節されて、複数の発光ユニット２の各光軸が制御されることにより、任意の配光が可能になり、例えば、図９（ａ）に示すように、各発光ユニット２の配光を全方向配光として、地面Ｅに投影される照射面Ｒを円形とすることができる。また、図９（ｂ）に示すように、照射面Ｒが扇形になるフロント配光や、図９（ｃ）に示すように、照射面Ｒが長方形になるワイド配光も可能である。
【００２２】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、各発光ユニット２の光軸は個別に調整されてもよいし、ある発光ユニット２の光軸が調整されると、上述した駆動装置によって他の発光ユニット２の光軸が連動して調整されるように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置の半裁正面図。
【図２】同ＬＥＤ照明装置の部分破断側面図。
【図３】同ＬＥＤ照明装置の斜視図。
【図４】（ａ）は同ＬＥＤ照明装置の発光ユニット及び光軸可変装置の斜視図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその側面図。
【図５】同ＬＥＤ照明装置の発光ユニットの側断面図。
【図６】光源の配光と１／２ビーム角との関係を説明する図。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は同ＬＥＤ照明装置の照明光による照射面の例を示す図。
【図８】（ａ）は同ＬＥＤ照明装置の変形例の部分破断側面図、（ｂ）はその部分破断下面図。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は同変形例の照明光による照射面の例を示す斜視図。
【図１０】（ａ）は従来のＬＥＤ照明装置の側断面図、（ｂ）は同装置の回路構成図。
【符号の説明】
【００２４】
１    ＬＥＤ照明装置
２    ＬＥＤ発光ユニット
２０    ＬＥＤ
３    取付基板
４    光軸可変装置
【図１】
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【図２】
2009117315.tif 000004
【図３】
2009117315.tif 000005
【図４】
2009117315.tif 000006
【図５】
2009117315.tif 000007
【図６】
2009117315.tif 000008
【図７】
2009117315.tif 000009
【図８】
2009117315.tif 000010
【図９】
2009117315.tif 000011
【図１０】
2009117315.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月28日(2007.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ここで、光源の配光と１／２ビーム角との関係について、図６を参照して説明する。光源Ｌの光軸Ｌ１を鉛直とした場合の配光によって、ある水平面Ｆ上における水平面照度が光軸Ｌ１下方の照度の１／２になる点Ｐを発光中心と結んだ方向線Ｌ２と、光軸Ｌ１とのなす角度を１／２照度角といい、この１／２照度角の２倍の角度を１／２ビーム角という。すなわち、１／２ビーム角が狭角となるレンズ２３を備えた発光ユニット２は、指向性が高く、狭い範囲に高照度の光を照射することができる。また、１／２ビーム角が広角となるレンズ２３を備えた発光ユニット２は、広い範囲に比較的低照度の光を照射できる。ＬＥＤ照明装置１は、好ましくは、これらの発光ユニット２のうち、配光の異なるレンズを備えた複数の発光ユニット２が適宜に組み合わされて使用される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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