照明装置

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【発明の名称】	照明装置
【発明者】	【氏名】杉本勝【氏名】野田高季【氏名】川端俊夫【氏名】鈴木元二【氏名】加藤義行
【要約】	【課題】器具や光学系を機械的に動かすことなく、照明の照射角度を変化させる。また、配光を任意に変化可能で、パターンの描画や、ミラーボールとしての機能も実現できる高機能な照明装置を小型・軽量化して提供する。【解決手段】ＬＥＤをドームＤの内面に配置し、これを天井裏などに設置する。ＬＥＤから発射される光は天井面Ｃに開けられた小穴より床面Ｆに向かって照射される。ＬＥＤは同心円に配置されているもの同士が接続されており、同心円の内側に配置されているＬＥＤのみ点灯すれば、Ａのように狭い照射角が得られ、外周部も同時に点灯すればＢのように広い照射角が得られる。その他、ＬＥＤの点灯制御によりパターンの描画やミラーボールとしての機能を持たせる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の点光源を配置した発光体を備え、発光体の位置、形状、光量の少なくとも１つを可変とすることにより被照射面の照度又は配光を制御することを特徴とする照明装置。
【請求項２】請求項１の照明装置において、複数の点光源の個々の光量を制御することによって配光を制御可能としたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】請求項１の照明装置において、器具が可動であることによって配光を制御可能としたことを特徴とする照明装置。
【請求項４】請求項１の照明装置において、器具が可動でかつ複数の点光源の個々の光量を制御することによって配光を制御可能としたことを特徴とする照明装置。
【請求項５】請求項１の照明装置において、複数の点光源の配置が可変であることによって器具形状が可変であることを特徴とする照明装置。
【請求項６】請求項５の照明装置において、複数の点光源の個々の光量を制御することによって配光を制御可能としたことを特徴とする照明装置。
【請求項７】請求項５の照明装置において、器具が可動であることによって配光を制御可能としたことを特徴とする照明装置。
【請求項８】請求項５の照明装置において、器具が可動でかつ複数の点光源の個々の光量を制御することによって配光を制御可能としたことを特徴とする照明装置。
【請求項９】複数の点光源の配置を適正にすることによって、開口部形状と配光形状が異なるようにしたことを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダウンライトやスポットライト、ミラーボールなどの演出照明、壁面にビームで描画を行うような投光器具などに適した照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、白熱電球や放電ランプを用いたダウンライトが存在する。従来のダウンライトは光源と反射板によって形成されている。配光制御は反射板によっており、非常に小さな光源を用いるのでなければ、任意の配光は得られない。
【０００３】また、電球を用いたスポットライトが存在する。従来のスポットライトは点光源と反射板とレンズから成る。絞りにパターンを打ち抜き、模様を投影するものもある。これらの構成では、配光パターンを変更するためにはレンズや絞りを機械的に動かす必要があり、多くのパターンを得ようとすれば大型の装置になる。結果として重量が増し、設置場所自体の補強も必要となってくる。
【０００４】さらに、電球を用いたスポットライトと回転する反射鏡を組み合わせたミラーボールが存在するが、従来のミラーボールでは、回転する反射鏡がスポットライトとは別個に設置されるため、全体として大型の装置になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配光を任意に変化させることが可能で、パターンの描画や、ミラーボールとしての機能も実現可能で、光色も変化可能な高機能な照明装置を小型・軽量化して提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記の課題を解決するために、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）のような複数の点光源を実装した平面あるいは曲面によって、立体の内表面を形成するか、または、ＬＥＤの角度を変えて平面あるいは曲面に実装を行う。この際、ＬＥＤは個々に或いは一定のグループ毎に光量を変化出来るようにしておく。これによって、特定方向を照射するＬＥＤの発光強度を増したり、逆に特定方向を照射するＬＥＤの発光強度を減少させれば、配光を可動部無しで変化させることが可能である。
【０００７】さらに、ＬＥＤを実装した基板は軽量で温度が低いので、容易に動かすことができる。実装基板を動かして器具光源部の形状を変化させることによっても配光を変化させることが可能である。器具は軽量であるので、器具の配置を変化させることも容易で、器具の配置の変化によっても配光を変化可能である。
【０００８】また、光色の異なるＬＥＤを適当に配置しておき、個々のＬＥＤの光量を前述と同様に制御可能としておけば、配光のみならず被照射面の光色および配色も変化させることができる。
【０００９】また、指向性の強いレンズのついたＬＥＤをある点に光軸が集中するように設置し、その焦点部分に反射板、あるいは反射球を置けば、小さい反射物によって、光を方々へ飛ばすことが可能である。この状態でＬＥＤを点滅させればミラーボールのような効果が得られる。
【００１０】ここで、一つの指向性の強いレンズを設けたＬＥＤから放射される光は、被照射物上の限られた比較的狭い範囲のみを照明する。そして、適当に角度をつけた複数のＬＥＤから放射された光が重畳して照射面に達する。従って、適当に光源のＬＥＤを点滅することによって、被照射面上にパターンを形成できる。このパターンの形成によって、配光や配色のパターンを生成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）本実施例は配光角度が可変な小口径ダウンライトである。図１に示すように、ＬＥＤをドームＤの内面に配置し、これを天井裏などに設置する。ＬＥＤから発射される光は天井面Ｃに開けられた小穴より床面Ｆに向かって照射される。ＬＥＤは同心円に配置されているもの同士が接続されている。同心円の内側に配置されているＬＥＤのみ点灯すれば、Ａのように狭い照射角が得られ、外周部も同時に点灯すればＢのように広い照射角が得られる。このように、器具や光学系を機械的に動かすことなく、照明の照射角度を変化させることが可能である。
【００１２】（実施例２）本実施例は照射方向が可変なダウンライトである。図２に示すように、ＬＥＤをドームＤの内面に配置し、これを天井などに設置する。ＬＥＤは幾つかのまとまり毎に光量を調整できるようになっている。Ａのようにドーム内の一部のＬＥＤのみを点灯させれば、通常のダウンライトのように器具直下を照射するのではなくて、特定の位置のみを照射することが可能である。同じ器具において、Ｂのように点灯させるＬＥＤの位置を変えると、照射される場所も変化する。このように、器具や光学系を機械的に動かすことなく、照明が照射される位置を変化させることが可能である。
【００１３】（実施例３）本実施例はパターン描画、動画描画が可能なダウンライトである。図３に示すように、ＬＥＤをドームＤの内面に配置し、これを天井などに設置する。点灯するＬＥＤを高速で切り替えれば、床面Ｆなどにパターンを描くことが可能である。ＬＥＤは点滅速度が速いので、刻々と異なるパターンを描画することによってアニメーションを描画することも可能である。即ち、最初あるパターンを描いて徐々に別のパターンに変化して行く、いわゆる、モーフィングの効果を実現することが可能である。このような構成を用いれば、動きのある演出照明を行うことが出来る。
【００１４】（実施例４）本実施例は配光が自由な照明装置であり、特に照度が均一な照明装置を提案するものである。図４（ａ）は白熱電球ｈと反射板ｍなどを用いた従来のダウンライトである。この場合、床面の照度は中央部で高く周辺部で低くなる。図４（ｂ）はＬＥＤをドームＤの内面に配置し、これを天井などに設置したものである。ＬＥＤのそれぞれは、同心円に位置するもの毎にグループ化され、グループ毎に光量を調整することが可能となっており、周辺部へ行くほど光量を増すようにする。このためにはＬＥＤに流す電流を変化させるか、ＬＥＤの実装密度を場所によって変えておくかのいずれかまたは両者の併用を行う。これによって、図４（ｂ）に示したように、照度一定の範囲を大きく設けることが可能である。これによって、優れた作業用光源が実現される。従って、この器具は図示したようなダウンライトに限るものではなく、例えばデスクスタンドのようなものにも利用可能である。
【００１５】（実施例５）本実施例は多面体からなる発光体を備えることを特徴とする。前述の実施例１～４では、半球内面にＬＥＤを実装することを想定してきたが、多面体でも近似的に同様のことを行うことが出来る。例えば、図５及び図６に示すように、多角形Ｐを中心に置き、適当な形の台形Ｒを周辺に配置すれば、半球を近似することが出来る。中心に置く多角形Ｐは例えば６角形が適当である。台形Ｒを各段に６枚づつ配置し、これを３段設けたものを図示している。台形Ｒの各面は１５°ずつ異なる傾きをしている。６角形と台形の基板にはＬＥＤが内側に向いて実装されており、基板毎に電流が制御され、光量を変化させることが可能である。この装置によって、ビームの照射角度を４段階、ビームの照射方向を６方位に制御可能である。また、各基板に多色のＬＥＤを配置し、色毎の光量を変化できるようにしておくことによって、後述するように配色を変化させることが可能となる。
【００１６】（実施例６）本実施例は平面上にＬＥＤを角度をつけて実装した構造を特徴とする。前述の実施例５に示したような形状に構成する代わりに、図７に示すように、平面状の基板１０の上にＬＥＤ１を実装し、中心付近は垂直に実装を行い、周辺部へ行くに従って、角度をつけて実装することによって同じ効果を得ることができる。この場合、実装可能なＬＥＤの個数は多面体や球面の内側へ実装する場合より少ない個数となるが、器具の厚みが小さくなる利点がある。図には中心付近のＬＥＤと周辺部のＬＥＤのみを強調して描いている。
【００１７】（実施例７）本実施例は配光と配色が可変な照明装置を提案するものである。これまでの実施例で、複数の発光色のＬＥＤを用いて、配置する位置をグループ化し、更に、色毎にもグループ化を行って、グループ毎に同時に光量を変化出来るような構造にする。これによって、配光や照射角度が変化させられるのみならず、照射される位置によって光色が異なるような照明が可能である。例えば図８のような配光、配色が可能である。これは、中心部ａの色と、周辺部ｂの色が異なる配色になっている例である。
【００１８】（実施例８）本実施例は配光と配色を変化させるための構造をユニット化して構成した例である。図９に示す半球形をしたフレームｆには、ユニットｕが一面に接続されるための穴が設けられており、そこにユニットが多数設置される。ユニットは複数の色のＬＥＤの集合ランプとなっている。このような構造を採ることによって、保守作業が容易に行える。更に、共通のランプユニットによって、異なる形状あるいは大きさの器具を構成することができる。
【００１９】（実施例９）本実施例は反射板との組み合わせを特徴とするものである。これまでの実施例で述べた器具において、光が外部に放射される開口部付近に、図１０に示すように反射板Ｍを設置する。器具を天井面Ｃに設置した場合に床面以外（例えば壁面Ｗ）に光を放射することができる。特に、光軸が交わる付近に反射板Ｍを設置すれば、小さな反射板によって、光の方向を変えることが可能である。
【００２０】（実施例１０）本実施例はミラーボールとしての機能を備える例である。これまでの実施例で述べた器具において、半球内面に設置されたＬＥＤから放射された光の光軸が交わる付近に球面を持つ反射鏡Ｍｂを設置する。図１１の例では、反射鏡ＭｂをドームＤの天頂から吊り下げている。半球内面に設置されたＬＥＤを順次点滅することによって、あたかも光が回転しているような効果が得られ、従って、ミラーボールのような効果が得られる。本実施例は通常のミラーボールのように機械的な回転部分がないので信頼性が高い。
【００２１】（実施例１１）本実施例は複数の点光源を配置した発光体の形状を可変にした例である。これまでに述べた実施例において、ＬＥＤ実装部分を動かすことによって配光を変化させることが可能である。その一例として、図１２のように、曲率を変化させることによって照射角度を変化させることが可能である。これまでの実施例と同様、多面体で、特にかまぼこ形の内面にＬＥＤが実装されている場合を示す。かまぼこ形のフレームは、細長いＬＥＤ実装基板Ｌが多数集まって構成されている。各々のフレームは可動であって、曲率を変えることが出来る。図１２はその断面を示している。図１２（ａ）のように曲率半径を大きくすれば、配光は狭まり、図１２（ｂ）のように曲率半径を小さくすれば、配光は広がる。
【００２２】（実施例１２）本実施例は器具の位置を可変にした例である。これまでに述べた実施例において、図１３のように、器具高さｈを昇降可能にすれば、照度と照射範囲を一層細かく制御可能である。即ち、配光の調整が器具の移動とＬＥＤの点灯パターンの両方で制御可能である。
【００２３】この機能を利用することにより、以下の効果が期待できる。従来の器具では、器具の位置を変えれば、床面の配光が変化した。しかし、ここで述べている器具を用いれば、被照射面への距離が変われば、点灯するＬＥＤの範囲を変化させて照射角度を変化させることによって、配光を一定にすることが可能である。
【００２４】（実施例１３）本実施例は器具開口部の形状と配光の形状とが異なる照明の例である。これまでの実施例において、特に実施例１と実施例３の組み合わせとして、実装するＬＥＤの方向を適当に選べば、例えば、天井面の四角形の開口部から光を照射して、床面には円形の照射パターンを描くことが可能である。
【００２５】（実施例１４）本実施例はドームの内面に多数のＬＥＤを実装する構造を提案するものである。例えば、図１４に示すように、プラスティック、ゴム、樹脂、セラミックまたは金属によって形成された半球殻３にＬＥＤの直径分の穴、あるいはＬＥＤよりも少しだけ大きい穴２が多数形成された構造を作り、個々の穴２に図１５のようにＬＥＤ１を挿入し、結線する。個々の穴２は、それぞれＬＥＤの指向性を決定する向きに形成されている。これによって、ＬＥＤ１の照射角度を実装時に制御できる。また、半球殻３は鋳型、プレスなどで製作することが可能である。熱伝導性の良い弾性材料を用いれば、挿入、固定が容易でかつ放熱効果が得られる。
【００２６】（実施例１５）本実施例は反射板を用いてドーム形状の代用とする例である。これまでの実施例では、多面体あるいは球面の内面にＬＥＤを配置するという構成を示したが、図１６に示すように、環状に配置したＬＥＤ１とコーン形状の反射鏡４を組み合わせることによって同様の効果を得ることが出来る。完全な球面の内面にＬＥＤを配置していくことは製法上、難しい。しかしながら、反射鏡であれば比較的容易に完全に所望の条件を満たすものが製作可能である。例えば、樹脂成型品の表面に銀を蒸着する等の製法により逆円錐状の正反射鏡を製作できる。一方、ＬＥＤの実装も環状であれば容易に構成でき、例えば、図１８に示すように、制御ケーブル７を接続したフレキシブルなプリント基板６に多数のＬＥＤ１を平面状態で実装した後、図１７に示すように、ＬＥＤガイドカラー５に巻き付けることにより、環状に変形することができる。ＬＥＤガイドカラー５には、ＬＥＤ１の直径分の穴、あるいはＬＥＤよりも少しだけ大きい穴２を多数形成しておいて、個々の穴２にＬＥＤ１を差し込んで固定するものである。反射鏡４のカーブとＬＥＤ１の位置関係を適切に設計することにより、所望の照明が得られる。
【００２７】なお、光源は指向性を持ったものであれば、ＬＥＤでなくても明るさや配光は可変できるものであり、例えば、豆球のような電球でも構わない。また、ダウンライトのような小規模なものだけでなく、建物のドーム状の所に投光器のようなものを多数個取り付けるような大規模なものでも本発明の技術思想を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、配光を任意に変化させることが可能で、パターンの描画や、ミラーボールとしての機能も実現可能で、光色も変化可能な高機能な照明装置を小型・軽量化することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００５８３２【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）８月２６日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】倉田政彦
【公開番号】	特開平１１－６６９１６
【公開日】	平成１１年（１９９９）３月９日
【出願番号】	特願平９－２３００８５