JP2007134142A

JP2007134142A - 照明器具

Info

Publication number: JP2007134142A
Application number: JP2005325475A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Goto; 芳朗後藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: JP4506646B2

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とする照明器具において、効率の良い配光を得る。
【解決手段】照明器具１は、光源としてのＬＥＤ２と、ＬＥＤ２から出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズ３と、を備える。レンズ３は、所望の光出射方向に対応するレンズ３面の傾斜角を、支柱５ｃ側、及び／又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応するレンズ３面の傾斜角よりも小さくしている。また、さらに支柱５ｃ側、及び／又は所望の光出射方向以外の位置にある開口方向に対応するレンズ３の材質の屈折率を所望の光出射方向に対応するレンズ３の材質の屈折率よりも大きくしてもよい。このような構成とすることにより、ＬＥＤ２から出射される光は効率良く配光される。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築周辺部の灯り、又は公園や屋外通路を照射する景観照明用低ポール灯として適用可能な照明器具に関する。

従来から、この種の照明器具として、レンズを有しておらず、ＬＥＤから出射された光が直接照射される構成のものがあり、また、ＬＥＤの中心軸上にレンズの中心軸があって、この中心軸に対してレンズを回転自在に設け、集光度合いを変えることができるようにしたものがある。

また、同様の照明器具において、照明される面を均一な照明強度分布で照明するためにＬＥＤ素子の主放射方向に関して非対称に偏向する照明光学系、例えば、フレネルレンズを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。また、ＬＥＤから出射された光を表示ムラのないように出射し、且つ、外部からの入射光を光出射方向に反射させないようにするため、砲弾状レンズを備えたものがある（例えば特許文献２参照）。
特開２００３−２０９２８８号公報特開２００４−１０４０７７号公報

しかしながら、上述したような従来の照明器具において、照射方向を傾けたい場合、ＬＥＤをその方向に向けるだけであったため、光が照明器具の筐体に当たるなどの必要の無い箇所に照射されたり、複数のＬＥＤが搭載されている照明器具においては、光が交差し、照射の光ムラになるなど器具効率が悪かった。また、特許文献１に示される照明器具に用いられているフレネルレンズは、断面形状が非常に細かなピッチと計算された角度を有するノコギリ状であるため、複雑な成形金型が必要とされ、また、フレネルレンズを屋外で使用する場合、汚れやすく、清掃しにくい問題があった。また、特許文献２に示される照明器具に用いられている砲弾状レンズは、レンズ自体の高さが高いため、レンズ自体が歩行者等の視野に入りやすく、グレアを起こす問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、所望の光出射方向に広く配光制御しつつ、照明器具の筐体に照射される光やグレアを起こす光を減らし、また、複数のＬＥＤが搭載されている場合、一方のＬＥＤによって照射されている箇所への他方のＬＥＤから出射される光を減らすことにより、光の交差による照射の光ムラにならないようにした照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、光源としてのＬＥＤと、ＬＥＤから出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズと、ＬＥＤ及び光学部品を所定の高さに保持するための支柱と、を備える照明器具において、レンズは、所望の光出射方向に対応するレンズ面の傾斜角を、支柱側、及び／又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応するレンズ面の傾斜角よりも小さくしたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の照明器具において、レンズは、支柱側、及び／又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率を、所望の光出射方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率よりも大きくしたものである。

請求項１の発明によれば、支柱側や光出射を必要としない方向へ照射される光が低減され、所望の光出射方向に光を照射することができ、適切な配光が得られる。

請求項２の発明によれば、上記請求項１による効果をさらに高めることが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態に係る照明器具について、図面を参照して説明する。図１は実施形態１による照明器具１を示し、図２及至図３は図１のＡ部を示す。この照明器具１は、建築周辺部の灯り、又は、公園や屋外通路を照射する景観照明用低ポール灯として適用可能である。照明器具１は、光源としてのＬＥＤ２と、ＬＥＤ２から出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズ３と、このレンズ３が配設されているカバー４と、これらＬＥＤ２、レンズ３及びカバー４を所定の高さに保持するための筐体５と、を備える。筐体５は両側に開口５ｅが設けられており、この筐体５内の上部に２つのＬＥＤ２が組み込まれ、各ＬＥＤ２はそれぞれレンズ３を介して筐体５の両開口５ｅより光出射している。

筐体５は、上方に配置された略矩形状の天板５ａと、下方に配置された略矩形状の底板５ｂと、これら天板５ａと底板５ｂを連結する左右一対の支柱５ｃにより構成され、この一対の支柱５ｃ間は空間とされ、その前面側及び背面側（以下、両側という）は開口５ｅとされている。支柱５ｃの内面を側板５ｄと称す。ＬＥＤ２は、筐体５内の天板５ａの下面で開口５ｅの幅方向の略中心線上にそれぞれ配設されている。

２つのＬＥＤ２は、筐体５の開口５ｅに向けてそれぞれ下方に所定の角度で傾いて配置され、レンズ３を有するカバー４に覆われている。この所定の角度は、本照明装置１により照射される領域が、この照明器具１の前方側及び後方側であって設置面の周辺近傍となるように適宜設定される。このような照射方向を所望の照射方向という。カバー４は天板５ａの下面に取付けられる。カバー４には、ＬＥＤ２をカバー４内に配置するための支持体６（図３参照）が設けられている。この支持体６は、アタッチメント６ａと、支持プレート６ｂと、支持具６ｃとから構成されている。ＬＥＤ２は平板状のアタッチメント６ａに配設され、このアタッチメント６ａは、上記所定の角度に保持するために曲げ加工された支持プレート６ｂに固定され、この支持プレート６ｂは、カバー４の略中央に配設された支持具６ｃに取付けられている。

カバー４は、断面形状が略Ｖ字状を成し、両側の傾斜面にレンズ３を有する。レンズ３はカバー４に配設されており、ＬＥＤ２から出射された光がレンズ３により所望の配光となるように、ＬＥＤ２と対向して配設されている。レンズ３は、立上りを緩やかにして傾斜角を小さくしたレンズ３ａと、立上りを急峻にして傾斜角を大きくしたレンズ３ｂとから構成される。レンズ３ａは所望の光出射方向に対応する位置、つまり、筐体５の開口５ｅ側に配置され、レンズ３ｂは支柱５ｃ側、及び所望の光出射方向にある開口５ｅ側とは反対側である、所望の光出射方向以外にある開口方向に対応する位置、つまり筐体５の中央側に配置される。レンズ３のレンズ３ａとレンズ３ｂは、略半球状の凸型に一体成形されている。なお、図２において、レンズ３ａとレンズ３ｂを区別するための領域線を記しているが、実際には、この線は目視されるものではない。

レンズ３の上方部とカバー４とが接する点ＲとＬＥＤ２の中心軸Ｏとの距離ＯＲが、レンズ３の下方とカバー４とが接する点ＰとＬＥＤ２の中心軸Ｏとの距離ＯＰよりも大きく、ＯＲ＞ＯＰとされている。従って、距離ＯＰが距離ＯＲよりも短くされることにより、ＬＥＤ２の中心軸Ｏから筐体５の中央側に大きく傾いてレンズ３から外れた方向に出射される光は、カバー４で反射される。また、レンズ３ｂ面は大きい傾斜角とされ、ＬＥＤ２からレンズ３ｂに出射された光８ｂは略下方に屈折する。これにより、一方のＬＥＤ２は他方のＬＥＤ２により照射されている側に照射しない。また、距離ＯＲは距離ＯＰよりも長くされ、レンズ３ａ面は小さい傾斜角とされている。これにより、ＬＥＤ２からレンズ３ａに出射された光８ａは所望の照射方向に若干屈折して照射される。

また、照明器具１は、図４に示す変形例のように、ＬＥＤ２とレンズ３を形成しているカバー４との間にシリコン系の充填材を入れることも可能である。これにより、耐結露対策、防水構造が容易に実施できる。

上記実施形態１の照明器具１の作用について次に説明する。ＬＥＤ２から所望の照射方向へ出射された光は、レンズ３ａにより若干屈折し、若しくは屈折することなく所望の照射方向であって器具から離れた位置へも照射され、広範囲に照射される。さらに、ＬＥＤ２から上方へ出射される光は、レンズ３ａにより若干下方に屈折して低減され、歩行者等の視線との位置関係によりグレアにならないようになる。また、ＬＥＤ２から筐体５の側板５ｄの存在する方向や所望の照射方向の反対側へ出射される光は、レンズ３ｂにより下方へ屈折して照射されるので、余分な方向への照射は低減される。

図５及至図７は照明器具１の配光曲線７ａ、７ｂ、７ｃを示す。図５は一般のレンズのないフラットなカバーにＬＥＤを入れた照明器具の側面から見た配光曲線７ａを示し、図６は本実施形態のレンズ３を有したカバー４（レンズ付き）内にＬＥＤ２を入れた照明器具１の側面から見た配光曲線７ｂを示す。これら配光曲線７ａと、７ｂとを比べると、所望の照射方向の反対側に出射される光の割合は、レンズなしの完全拡散の照明器具より減少している。また、図７は本実施形態のレンズ３を有したカバー４（レンズ付き）内にＬＥＤ２を入れた照明器具１の上方から見た配光曲線７ｃを示し、このような配光曲線７ｃとなることから、照明器具１から前方に離れた場所への光の量が増えていることが分かる。

図８及び図９は、照明器具１のレンズ３を通して照射される光の方向を示す。図８において、８ａはＬＥＤ２からレンズ３ａへ出射された光を示す。ＬＥＤ２から出射され、レンズ３ａの下方付近を通って照射される光は、水平方向に向けて屈折し、また、所望の照射方向と略一致する出射光は、屈折することなく照射され、また、略水平方向に近い角度に出射された光は、若干下方向に屈折して照射される。また、図９において、８ｂはＬＥＤ２からレンズ３ｂへ出射された光を示す。レンズ３ｂの下部とカバー４とが接触している箇所よりもさらに角度をもって照射され、レンズ３から外れた光はカバー４により反射され、所望の照射領域には照射されない。また、上記よりも小さい角度でレンズ３ｂを通る光は略下方向へ屈折し、有効に所望の照射領域に照射される。

このように、実施形態１の照明器具１によれば、レンズ３により所望の配光が得られるため、照射したい光の角度までＬＥＤ２の位置を高くする必要がなく、ＬＥＤ２が配置される位置を低くすることができる。また、複数のＬＥＤ２とレンズ３により各方向に光を照射する場合にも、方向ごとに所望の配光が得られるため、所望の光出射方向以外に照射される光を低減することができる。

レンズ３のレンズ３ａとレンズ３ｂは、略半球状の凸型に一体成形されているので、成形金型形状も鋭角部がないため、スライド型を使わずに形成でき、清掃もし易い。その上、光出射方向に応じて、レンズ３の部位によって適切な傾斜角に形成されているため、余分な高さがなく、砲弾形状の集光凸レンズよりもレンズ自体の高さを低くできる。

図１０は実施形態２による照明器具１を示す。この実施形態においては、筐体５の支柱５ｃが平面視四隅に設けられており、筐体５の前面側及び背面側、並びに右側面側及び左側面側にそれぞれ開口５ｅが設けられ、筐体５の中央部からそれぞれの支柱５ｃに向かって放射線状に側板５ｄが配設されている。ＬＥＤ２は、筐体５内の天板５ａの下面で開口５ｅの幅方向の略中心線上にそれぞれ配設されている。その他の構成は実施形態１と同様とされている。この構成により、照明器具１は、開口５ｅのある４方向に実施形態１の効果と同様の配光制御された光を出射することができる。

図１１は実施形態３による照明器具１を示す。この実施形態においては、上記実施形態１の構成に加えて、レンズ３が、所望の光出射方向に対応する位置のレンズ３ａの材質に、出射光を大きく屈折させない屈折率の低いアクリルなどを用い、また、支柱５ｃ側、及び所望の光出射方向以外にある開口方向（すなわち、反対側方向）に対応する位置のレンズ３ｂの材質に、出射光を大きく屈折させる屈折率の高いポリカーボネイトなどを用いて成形されている。この構成により、ＬＥＤ２から出射された光は、レンズ３の傾斜角による配光制御の効果をより高められて照射される。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においてはＬＥＤが照明器具の取付方向に対して斜めに配置されているが、平行や垂直に配置された照明器具において配光制御する場合にも有効である。また、上記では、レンズ３ｂが、支柱５ｃ側、及び所望の光出射方向にある開口５ｅ側とは反対側である開口５ｅ方向に対応する位置（非所望位置）に対応して配置されるものを示したが、少なくとも、支柱５ｃ側、又は非所望位置に対応して配置されるものであってもよい。

本発明の実施形態１に係る照明器具の斜視図。図１のＡ部の拡大図。図２のＢ−Ｂ線断面図。上記変形例における図２のＢ−Ｂ線断面図。一般の照明器具のレンズ無し状態の側面から見た配光曲線図。本実施形態の照明器具のレンズ付状態の側面から見た配光曲線図。同照明器具のレンズ付状態の上方から見た配光曲線図。同照明器具のレンズ下部からの光出射方向を示す図。同照明器具のレンズ上部からの光出射方向を示す図。本発明の実施形態２に係る照明器具の斜視図。本発明の実施形態３に係る照明器具の斜視図。

符号の説明

１照明器具
２ＬＥＤ
３レンズ
４カバー
５筐体
６支持体
７配光曲線
８光出射方向
９充填材

Claims

光源としてのＬＥＤと、前記ＬＥＤから出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズと、前記ＬＥＤ及び前記光学部品を所定の高さに保持するための支柱と、を備える照明器具において、
前記レンズは、所望の光出射方向に対応するレンズ面の傾斜角を、前記支柱側、及び／又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応するレンズ面の傾斜角よりも小さくしたことを特徴とする照明器具。
前記レンズは、前記支柱側、及び／又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率を、所望の光出射方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。