JP2002352608A - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JP2002352608A JP2001153409A JP2001153409A JP2002352608A JP 2002352608 A JP2002352608 A JP 2002352608A JP 2001153409 A JP2001153409 A JP 2001153409A JP 2001153409 A JP2001153409 A JP 2001153409A JP 2002352608 A JP2002352608 A JP 2002352608A
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浩之 小島
Ryotaro Matsuda
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 前面ガラスの反射光を抑制し照射効率を高め
た照明装置を提供することである。 【解決手段】 ランプからの光を照明装置本体の外部に
透過する部分に設けられた前面ガラスの内面および外面
の少なくもいずれか一方に金属酸化物薄膜の反射防止層
を形成し、ランプからの光の前面ガラスでの反射を抑制
する。これにより、照射効率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路やトンネルに
用いられる照明器具あるいは競技場や飛行場に用いられ
る投光器等の照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、道路やトンネルに用いられる照
明器具においては、光源であるランプやランプの点灯回
路等を照明器具本体に収納し、照明器具本体から前面ガ
ラスを通して光を照射するようにしている。
【0003】すなわち、道路やトンネルに用いられる照
明器具あるいは競技場や飛行場に用いられる投光器等の
照明装置は、屋外に配置されることから、ランプを照明
器具本体に収納して前面ガラスで覆い、雨露や塵埃から
保護するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
照明装置では、前面ガラスに特別な処理は施していない
ので、ランプからの光の入射角度によっては前面ガラス
の内面に入射する際に反射によるロスが大きい。この反
射光は照明器具本体内に戻り迷光となり、照明装置の照
射効率が低下する。
【0005】特に、道路の側面部に設置され低位置から
自動車の進行方向の道路面を照明するようにしたプロビ
ーム照明装置では、光が前面ガラスに対して、より平行
に近い形で入射されるので、スネルの法則から全体の2
0%以上が前面ガラスの内面で反射して照明装置本体内
に戻り迷光となってしまう。このため、照射効率が大幅
に低いものとなる。
【0006】本発明の目的は、前面ガラスの反射光を抑
制し照射効率を高めた照明装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係わる
照明装置は、光を発光するランプと;前記ランプを収納
する照明装置本体と;前記ランプからの光を照明装置本
体の外部に透過する部分に設けられた前面ガラスと;前
記前面ガラスの内面および外面の少なくもいずれか一方
に形成され前記ランプからの光の反射を抑制する金属酸
化物薄膜の反射防止層と;を備えたことを特徴とする。
【0008】本発明およ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。
【0009】照明装置は、ランプが照明装置本体に収納
され前面ガラスを透過して光を照射する照明装置であ
り、例えば、トンネルの内部に設けられるトンネル照明
器具、道路やトンネルの低位置から自動車の進行方向の
道路面を照明するプロビーム照明装置、競技場や飛行場
等の屋外を照明する投光器等が含まれる。
【0010】ランプは、例えば、メタルハライドラン
プ、ナトリウムランプ等の各種のランプが含まれる。
【0011】照明装置本体はランプを収納すると共に、
ランプを点灯する点灯回路や、ランプからの光を反射し
前面ガラスから適正に光を照射する反射板等を収納し、
これらを外界から保護する。
【0012】前面ガラスは、ランプからの光を照明装置
本体の外部に透過する部分に設けられ、透明なガラス板
のみならずポリカーボネートなどの樹脂製の透明板も含
む。
【0013】反射防止層は、ランプからの光の反射を抑
制する金属酸化物薄膜であり、前面ガラスの内面もしく
は外面、もしくは内面および外面の双方の形成される。
望ましくは、前面ガラスの内面に設ける。これは、前面
ガラスの内面に設ける場合は外界の影響を受けにくいこ
と、およびランプからの光が直接的に当たるので反射を
効率的に防止できるからである。
【0014】本発明によれば、前面ガラスの反射光を抑
制できるので照射効率を高めた照明装置を提供できる。
【0015】請求項2の発明に係わる照明装置は、請求
項1の発明において、前記反射防止層は、SiO、S
iO、TiO、CeO、Al、Sb
La 、Nd、Pr11、ThO、Z
rOなどの耐光性に優れた金属酸化物薄膜で形成され
ることを特徴とする。
【0016】本発明は、反射防止層として、Si酸化
物、Ti酸化物、Ce酸化物、Al酸化物、Sb酸化
物、La酸化物、Nd酸化物、Pr酸化物、Th酸化
物、Zr酸化物等のいずれか、もしくはこれらの組み合
わせで形成した金属酸化物薄膜を用いることを特定した
ものである。これにより、反射光を抑制できる。
【0017】請求項3の発明に係わる照明装置は、請求
項1または2の発明において、前記反射防止層は、膜厚
が100nm〜500nmである単層干渉膜であること
を特徴とする。
【0018】本発明は、反射防止層の金属酸化物薄膜の
膜厚として、単層干渉膜は100nm〜500nmとし
たものである。この範囲の膜厚であると反射光を適切に
抑制できる。
【0019】請求項4の発明に係わる照明装置は、請求
項1または請求項2の発明において、前記反射防止層
は、高屈折率と低屈折率の薄膜を組み合わせた多層干渉
膜であることを特徴とする。
【0020】本発明は、反射防止層として、高屈折率の
金属酸化物薄膜と低屈折率の金属酸化物薄膜とを交互に
組み合わせた多層干渉膜とし、多層境界面で反射光を多
段で抑制するので、より反射光を抑制できる。
【0021】請求項5の発明に係わる照明装置は、請求
項1ないし請求項4のいずれか一の発明において、前記
反射防止層は、ポーラスな表面特性を有しており、光の
各波長で均等に反射防止効果が得られることを特徴とす
る。
【0022】本発明は、反射防止層は、ポーラスな多孔
質の表面特性とし、多孔質の細孔により、光の各波長で
均等に反射防止効果を得る。
【0023】請求項6の発明に係わる照明装置は、請求
項1ないし請求項5のいずれか一の発明において、前記
反射防止層は、前記ランプ位置から遠くなるに従って、
その膜厚が順次薄くなるように形成されたことを特徴と
する。
【0024】本発明は、反射防止層の膜厚は、ランプ位
置に近い部分は厚く、順次遠くなるに従ってその膜厚を
薄くなるように形成する。ランプに近い部分は光量が多
いので膜厚を厚くし遠くになるに従って光量が減少する
ので膜厚を薄くし、効率よく反射光を抑制すると共に、
コストダウンを図る。
【0025】請求項7の発明に係わる照明装置は、請求
項1ないし6のいずれか一の発明において、前記前面ガ
ラスの外面には、TiOを主成分とする光触媒膜が形
成されていることを特徴とする。
【0026】本発明は、前面ガラスの外面に、TiO
を主成分とする光触媒膜を形成し、外面に形成された光
触媒膜により、親水性あるいは酸化分解力による防汚効
果を持たせる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の実施の形態に係わる照明装置の説
明図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は側面図
である。図1では、低位置から自動車の進行方向の道路
面を照明するプロビーム照明装置を示している。
【0028】この照明装置11は、例えば自動車専用の
高速道路の路肩側および中央分離帯側の側方位置で、道
路の路面からの高さが1m以下の高さ位置に設置される
とともに、複数台の照明装置11が道路の進行方向Fに
沿って一定の間隔をあけて設置される。例えば、10m
〜16mの間隔で配置される。そして、照明装置11に
より、低位置から自動車の進行方向の路面に光を照射し
て照明する。
【0029】図1(a)において、照明装置本体12の
道路反対側の端部にランプ13が設置され、このランプ
から所定の出射角度αで光が出射される。ランプ13か
らの直接光および反射板14で反射した光は、主光軸L
方向に出射される。この主光軸Lは道路の進行方向に対
して出射角α(α=10°〜30°)で前面ガラス15
を透過して道路の路面に出射され、また、俯角はO〜5
°で出射される。これにより、照明の均斉度を適切に得
るとともにグレアを低減するようにしている。
【0030】また、ランプ13および反射板14と前面
ガラス15との間には、遮光ルーバー16が設けられ、
この遮光ルーバー16は、第1の遮光ルーバー16aと
第2の遮光ルーバー16bとに2分割されている。第1
の遮光ルーバー16aは、運転者へのグレアを抑制する
ためであり、第2の遮光ルーバー16bは道路の幅員方
向への出射光を確保しつつグレアを防止するために設け
られている。
【0031】次に、前面ガラス15が形成されている照
明装置本体12の側面部には、第1の補助反射板18が
設けられており、また、その反対の照明装置本体12の
側面部には第2の補助反射板19が設けられている。第
1の補助反射板18および第2の補助反射板19は、ラ
ンプ13からの直接光および反射板14からの反射光の
うち前面ガラス15を直接的に通過しない光を反射さ
せ、第2の補助反射板19によりそれらの反射光を前面
ガラス15を通して道路路面に出射し照射効率を高めて
いる。また、第1の補助反射板18は運転者への直視グ
レアを防止するための遮光板も兼ねている。
【0032】また、前面ガラスの内面には、ランプ13
からの光の反射を抑制する金属酸化物薄膜の反射防止層
17が形成され、ランプ13からの光が前面ガラス15
で反射するのを抑制するようにしている。
【0033】図1(b)に示すように、この照明装置1
1は2個のランプ13a、13bを有しており、ランプ
13a、13bおよび反射板14a、14bからの光
は、第1の遮光ルーバー16aおよび第2の遮光ルーバ
ー16bにてグレアを防止するように調整され、反射防
止層17が形成された前面ガラス15を透過して道路の
路面に出射される。
【0034】ここで、前面ガラス15の内面に形成する
反射防止層17の材料は、SiO、SiO、Ti
、CeO、Al、Sb、La
、Nd、Pr11、ThO、ZrO
などの耐光性に優れた金属酸化物の薄膜であり、単
層、多層、表面がポーラスな面を形成する。ポーラス膜
は、各薄膜の材料特性、つまり、粒子の粒径や屈折率ま
たは空孔径や空孔率によって決定する。
【0035】図2は、前面ガラス15の内面に反射防止
層17を形成した場合の前面ガラス15の断面図であ
る。図2(a)は、反射防止層17の金属酸化物薄膜2
0が単層干渉膜である場合を示しており、この場合の金
属酸化物薄膜20の膜厚は100nm〜500nmに形
成されている。
【0036】図2(b)は、高屈折率の金属酸化物薄膜
20aと低屈折率の金属酸化物薄膜20bとを交互に組
み合わせた多層干渉膜である場合を示しており、多層境
界面で反射光を多段で抑制する。
【0037】図2(c)は、ポーラスな多孔質金属酸化
物薄膜21を形成した場合を示しており、粒子の粒径や
屈折率または空孔径や空孔率によって、光の各波長で均
等に反射防止効果が得られるようにしている。
【0038】図2(d)は、前面ガラスの内面に単層干
渉膜の金属酸化物薄膜20を形成し、前面ガラスの外面
にTiOを主成分とする光触媒膜21が形成されてい
る。この光触媒膜21により、親水性あるいは酸化分解
力による防汚効果を持たせている。
【0039】なお、反射防止層17である金属酸化物薄
膜20の厚さは、ランプ13の位置から遠くなるに従っ
て、その膜厚が順次薄くなるように形成するようにして
も良い。すなわち、ランプ13の位置に近い部分は厚
く、順次遠くなるに従ってその膜厚を薄くなるように形
成する。ランプ13に近い部分は光量が多いので膜厚を
厚くし遠くになるに従って光量が減少するので膜厚を薄
くし、これにより、効率よく反射光を抑制すると共に、
薄膜の量の軽減を図れるのでコストダウンとなる。
【0040】以上の説明では、反射防止層17である金
属酸化物薄膜20は、前面ガラス15の内面に形成する
場合について説明したが、前面ガラス15の外面もしく
は内面および外面の双方に形成するようにしても良い。
前面ガラス15の外面に反射防止層17を設け、さらに
光触媒膜21を設ける場合には、反射防止層17である
金属酸化物薄膜20の上に光触媒膜21を形成すること
になる。
【0041】ここで、反射防止層17にSiOの約2
00nmの均一な膜厚の薄膜を形成したところ、照射効
率が約2%アップした。これは、前面ガラス15の内面
で反射し照明装置本体12の内部へ迷光として戻る光を
削減できたためであると考えられる。また、照明装置本
体12の内部の第2の補助反射板で2次反射した光の中
で前面ガラス15の内面により反射され、照明装置本体
12の内部に戻っていた光も、反射防止層17により、
その10%程度が改善できたからと考えられる。
【0042】すなわち、金属酸化物薄膜20による反射
防止層17を形成したことにより、従来20%程度あっ
た照射効率が25%に改善され、特に低位置プロビーム
照明装置の前面ガラス15への入射角が浅いからだけで
なく、照明装置11の特性から、前面ガラス15に入射
する光が平行光に非常に近いものであり、角度が限定で
きるため、反射防止層17の効果が得られ易いためであ
る。
【0043】以上の説明は、低位置から自動車の進行方
向の道路面を照明するプロビーム照明装置の場合につい
て説明したが、図3に示すような照明装置であっても良
いことはいうまでもない。
【0044】図3(a)はトンネル用照明装置であり、
照明装置本体12に内部には、例えば、ナトリウムラン
プ13Aやその点灯装置23が収納され、前面ガラス1
5を透過してナトリウムランプ13Aの光が出射され
る。この前面ガラス15の内面もしくは外面もしくは内
面および外面の双方に反射防止層17を形成する。
【0045】また、図3(b)は投光用の照明装置であ
り、照明装置本体12の内部には、例えばメタルハライ
ドランプ13Bが収納され、同様に、前面ガラス15を
透過してメタルハライドランプ13Bの光が出射され
る。この前面ガラス15の内面もしくは外面もしくは内
面および外面の双方に反射防止層17を形成する。この
場合にも、反射光が減少するので照射効率は向上する。
【0046】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1の発明およ
び請求項2によれば、前面ガラスの表面に金属酸化物薄
膜を形成するので、反射光を抑制でき照射効率を高めた
照明装置を提供できる。
【0047】請求項3の発明によれば、金属酸化物薄膜
は非常に薄く形成できる。請求項4の発明によれば、金
属酸化物薄膜を多層とするのでさらに反射防止を図るこ
とができる。請求項5の発明によれば、多孔質金属酸化
物薄膜を用いるので、光の各波長について均等に反射防
止を図ることができる。
【0048】請求項6の発明によれば、特性に応じて金
属酸化物薄膜の厚さを変えるので適正に反射を防止でき
る。請求項7の発明によれば、親水性あるいは酸化分解
力による防汚効果を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる照明装置の説明図
であり、図1(a)は平面図、図1(b)は側面図。
【図2】本発明の実施の形態における前面ガラスの内面
に反射防止層を形成した場合の前面ガラスの断面図。
【図3】本発明が適用される照明装置の一例を示す斜視
図。
【符号の説明】 11…照明装置、12…照明装置本体、13…ランプ、
14…反射板、15…前面ガラス、16…遮光ルーバ
ー、17…反射防止層、18…第1の補助反射板、19
…第2の補助反射板、20…金属酸化物薄膜、21…多
孔質金属酸化物薄膜、22…光触媒膜、23…点灯装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C03C 17/34 C03C 17/34 Z F21S 2/00 F21V 13/02 A 10/00 F21W 131:101 F21V 5/00 131:103 13/02 131:105 G02B 1/11 F21Y 101:00 // F21W 131:101 F21P 5/00 C 131:103 F21S 1/00 B 131:105 C F21Y 101:00 F21M 1/00 Q G02B 1/10 A Fターム(参考) 2K009 AA03 AA12 BB02 CC03 CC09 3K042 AA06 BB15 BC00 3K060 AA05 CA11 CD00 4G059 AA01 AB11 AC04 AC21 AC22 EA01 EA04 EA05 GA01 GA02 GA12 4G069 AA03 BA04A BA04B BA48A CA01 CA10 CA11 DA06 EA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を発光するランプと;前記ランプを収
    納する照明装置本体と;前記ランプからの光を照明装置
    本体の外部に透過する部分に設けられた前面ガラスと;
    前記前面ガラスの内面および外面の少なくもいずれか一
    方に形成され前記ランプからの光の反射を抑制する金属
    酸化物薄膜の反射防止層と;を備えたことを特徴とする
    照明装置。
  2. 【請求項2】 前記反射防止層は、SiO、SiO、
    TiO、CeO、Al、Sb、La
    、Nd、Pr11、ThO、ZrO
    などの耐光性に優れた金属酸化物薄膜で形成されること
    を特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 【請求項3】 前記反射防止層は、膜厚が100nm〜
    500nmである単層干渉膜であることを特徴とする請
    求項1または2記載の照明装置。
  4. 【請求項4】 前記反射防止層は、高屈折率と低屈折率
    の薄膜を組み合わせた多層干渉膜であることを特徴とす
    る請求項1または2記載の照明装置。
  5. 【請求項5】 前記反射防止層は、ポーラスな表面特性
    を有しており、光の各波長で均等に反射防止効果が得ら
    れることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一記
    載の照明装置。
  6. 【請求項6】 前記反射防止層は、前記ランプ位置から
    遠くなるに従って、その膜厚が順次薄くなるように形成
    されたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一
    記載の照明装置。
  7. 【請求項7】 前記前面ガラスの外面には、TiO
    主成分とする光触媒膜が形成されていることを特徴とす
    る請求項1ないし6のいずれか一記載の照明装置。
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