JP2007311178A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】略平行光を照射する光源モジュールによる照射領域の照度を低コスト且つ簡単に略均一化することができる。
【解決手段】略平行光を照射する光源モジュール１２と、光源モジュール１２の光照射方向に設置する透光性の透光カバー１５とで構成され、透光カバー１５の形状で透過光の照射角度を制御する照明ユニット１０を複数備え、照射面からの高さが高い位置など、他の照明ユニット１０を一の照明ユニット１０より照射領域までの照射距離が長い位置に設け、他の照明ユニット１０と一の照明ユニット１０の照明による照射領域の照度が略均一となるように、他の照明ユニット１０の照射角度を一の照明ユニット１０の照射角度より小さく設定することを特徴とする照明器具。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外照明や屋内照明用の照明器具に係り、略平行光を照射する光源モジュールを用いる照明器具に関する。

従来、平行光を照射する光源モジュールが知られている。例えば特許文献１には、白色ＬＥＤとロッドと方向変換部材とリフレクタで構成され、白色ＬＥＤが互いに所定間隔を開けて円環状に複数設けられ、複数の白色ＬＥＤのそれぞれに対応して白色ＬＥＤの近傍からリフレクタの焦点に向かって延びるようにロッドが設けられ、疑似光源となる焦点位置の方向変換部材がロッドを介して入射される白色ＬＥＤの光の進行方向を変更してリフレクタに出射し、リフレクタから平行光を照射する光源モジュールが開示されている。

特開２００５−２５０３９４号公報

ところで、例えば平行光を照射する光源モジュールを異なる高さに複数設けて照明器具を構成する場合、通常は低い位置の光源モジュールによる照射領域の照度は明るく、高い位置の光源モジュールによる照射領域の照度は暗くなり、光源モジュールの高低差によって照射領域の照度が不均一になってしまう。また、平行光を照射する光源モジュールの長さが長く、光源モジュールの一端と他端で照射領域までの距離に比較的大きな相違がある場合にも同様の問題を生ずる。そのため、斯様な照明器具で照射領域の照度を略均一にすることが求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、平行光を照射する光源モジュールを照射領域までの照射距離が異なる位置に複数設ける照明器具、或いは光源モジュールの一端と他端で照射領域までの距離が相違する照明器具に於いて、照射領域の照度を低コスト且つ簡単に略均一化することができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、略平行光を照射する光源モジュールと、光源モジュールの光照射方向に設置する透光性の透光カバーとで構成され、透光カバーの形状で透過光の照射角度を制御する照明ユニットを複数備え、他の照明ユニットを一の照明ユニットより照射領域までの照射距離が長い位置に設け、他の照明ユニットと一の照明ユニットの照明による照射領域の照度が略均一となるように、他の照明ユニットの照射角度を一の照明ユニットの照射角度より小さく設定することを特徴とする。前記他の照明ユニットと一の照明ユニットの照明範囲は、略連続するものとすると好適である。

また、本発明の照明器具は、略平行光を照射する光源モジュールと、光源モジュールの光照射方向に設置する透光性の透光カバーとで構成され、透光カバーの形状で透過光の照射角度を制御する照明ユニットを備え、照明ユニットの他端を一端より照射領域までの照射距離が長い位置に設け、照明ユニットの一端から他端に向かって照明ユニットの照射角度が段階的に若しくは漸次小さくなるように透光カバーの形状を形成して、照明ユニットの照明による照射領域の照度を略均一とすることを特徴とする。

また、本発明の照明器具は、前記他の照明ユニットの照射面からの高さ若しくは前記照明ユニットの他端の照射面からの高さを、前記一の照明ユニットの高さ若しくは前記照明ユニットの一端の高さよりも高くすることを特徴とする。
また、本発明の照明器具は、各照明ユニットの照射角度を略一定とし、照明ユニットの設置位置が高くなるに従って照明ユニットの照射角度を透光カバーの形状で漸次小さく設定、若しくは段階的に小さく設定することを特徴とする。

また、本発明の照明器具は、照明ユニットの透光カバーを、略山形の凸部、略山形の凸部に対応するフレネルレンズ部、若しくは略山形の凸条を背面に規則的に配設したものとすることを特徴とする。前記略山形の凸部は、例えば略円錐形の凸部や略ピラミッド形の凸部とすると好適であり、又、略山形の凸部に対応するフレネルレンズ部は、例えば略円錐形の凸部に対応する形状のフレネル部や略ピラミッド形の凸部に対応する形状のフレネル部を有するものとすると好適である。更に、前記略山形の凸部やフレネルレンズ部の規則的な配置は、例えば格子状、千鳥状若しくは同心円状の配置とし、又、前記略山形の凸条の規則的な配置は、例えばストライプ状の配置とするとすることが好ましい。

また、本発明の照明器具は、山形凸部の裾に外方に凸のアール部を設ける、フレネルレンズ部の最外周のフレネル部を該略山形凸部の外方に凸のアール部に対応する形状とする、若しくは略山形凸条の裾に外方に凸のアール部を設けることを特徴とする。
また、上記照明ユニットの一端から他端に向かって照明ユニットの照射角度が段階的に若しくは漸次小さくなるように透光カバーの形状を形成する場合には、例えば一つの透光カバーに於ける略山形の凸条の傾斜部（側面）、略山形の凸部の傾斜部（側面）、若しくは前記略山形凸部に対応するフレネル部の傾斜面の傾斜角を、方形や円形等の透光カバーの下方に位置する下端など一端から上方に位置する上端など他端に向かって、漸次若しくは段階的に小さくする構成等とすることが可能である。

尚、本願の発明には、各発明や各実施形態等の構成の他に、これらの部分的な構成を他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれる。

本発明の照明器具は、平行光を照射する光源モジュールを照射領域までの照射距離が異なる位置に複数設ける照明器具、或いは光源モジュールの一端と他端で照射領域までの距離が相違する照明器具に於いて、照射領域までの照射距離が異なる複数の光源モジュールによる照射領域の照度、或いは一端と他端で照射領域までの照射距離が異なる光源モジュールによる照射領域の照度を低コスト且つ簡単に略均一化することができる。また、照明ユニットの照射光の照射角度を透光カバーの形状で制御するので、光源モジュールを共通化、標準化することが可能である。また、透光カバーで配光制御するので、照度の調整や変更も容易である。

また、透光カバーの形状を略山形凸部、略山形凸条、フレネルレンズ部を背面に規則的に配設したものとし、略山形凸部や略山形凸条の裾にアール部を設けたもの、或いはフレネルレンズ部にアール部に対応するフレネル部を設けることにより、透光カバーの透過光を凸部、凸条、フレネルレンズ部の通常の拡散に加えてアール部で拡散し、より照度分布の均一な照明光を得ることができる。

本発明の照明器具の実施形態について図面に基づき説明する。

第１実施形態の照明器具１は、図１に示すように、照射面である地面１００を照らす街路灯であり、地面１００に立設したポール状で略く字形の支持部２の先端に、細長の照明部３が右斜め上方に延びて設けられている。照明部３には、複数、本例では２個の同一構造・同一機能の照明ユニット１０が所定距離離間して内装されており、２個の照明ユニット１０・１０は異なる高さに設置されていると共に、照明部３の傾斜に沿うように所定角度に傾斜して設けられている。尚、照明器具１は、街路灯のような屋外照明用とする他に、屋内照明用の照明器具としてもよい。

照明ユニット１０は、図２に示すように、略平行光を照射する光源モジュール１２と、光源モジュール１２の光照射方向の光照射領域に設置され、略平行光が照射される透光性の透光カバー１５とが、筐体１１内に収容されたものである。

光源モジュール１２は、点状の光源１３と、光源１３の略光照射領域に設けられ、碗状の放物面を有するリフレクター１４とを有する。光源１３は、放物面のリフレクター１４の焦点位置に設置されており、光源１３には図に省略した配線で電源が供給されると共に、ＯＮ・ＯＦＦスイッチによる制御基板のＯＮ・ＯＦＦの切り替えで、制御基板に接続された光源１３が点灯、消灯するようになっている。光源１３の照射光は、図示上方へ照射され、リフレクター１４によって反射され、反射された光が略平行光として図示下方に照射されるようになっている。図２の２点鎖線は光路である。

透光カバー１５は、アクリル樹脂等の透光性の素材で形成された略円形であり、光源モジュール１２に対して１対１で光照射方向に配設され、光源モジュール１２の下方の所定位置に図に省略した固定具で着脱自在に固定して設置される。透光カバー１５は、図２〜図４に示すように、前面が略面一である基体１６の背面に、略円錐状で略山形の凸部１７が格子状に規則的に形成されたものであり、凸部１７の傾斜部（側面）１７１の裾には、外方に凸になったアール部１７２が円周状に形成されている。

光源モジュール１２からの略平行光が透光カバー１５を透過して透光カバー１５から出射する出射光の基本的な出射角θ４は、スネルの法則、即ち、空気の屈折率ｎ１（≒１）、透光カバー１５の素材の屈折率ｎ２とすると、図４のθ１〜θ４について、ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ２・ｓｉｎθ２、ｎ２・ｓｉｎθ３＝ｎ１・ｓｉｎθ４、θ３＝θ１−θ２が成立することから、凸部１７の傾斜部１７１への入射光の入射角θ１と等しい凸部１７の傾斜部１７１の水平方向からの傾斜角θ１と、透光カバー１５の素材の屈折率ｎ２とにより主として規定される。従って、必要な出射角θ４と透光カバー１５の素材に応じて、凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θ１を設定して凸部１７を形成する。

また、透光カバー１５の凸部１７を形成するピッチＰ、凸部１７のアール部１７２の外端縁の直径Ｌ、凸部１７のアール部１７２の上端縁の直径ｌ、アール部１７２の曲率半径等は、光の拡散や照度分布の均一化の向上や適切化の観点等から、必要に応じて適宜設定することが可能である。例えが、透光カバー１５を屈折率ｎ２＝約１．４〜１．５のアクリル樹脂で形成する場合に、凸部１７２の傾斜部の傾斜角θ１を３０°〜６０°、ピッチＰを２．０〜６．５ｍｍ、直径Ｌを１．９〜６．４ｍｍ、直径ｌを１．３〜４．４ｍｍ、アール部１７２の曲率半径を１．８〜７．０ｍｍ等とすることが可能である。

そして、図１の照明器具１に於いて、図示左側の低い位置の照明ユニット１０の照射角度θａ（図４の出射角θ４に相当）が、図示右側の高い位置の照明ユニット１０の照射角度θｂ（図４の出射角θ４に相当）よりも広くなるように、前記低い位置の照明ユニット１０の透光カバー１５として、凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θ１が、前記高い位置の照明ユニット１０の透光カバー１５の凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θ１よりも大きく形成された透光カバー１５を用い、前記低い位置の照明ユニット１０の照射角度が前記高い位置の照明ユニット１０の照射角度よりも大きくなるように設定、換言すれば前記高い位置の明ユニット１０の照射角度が前記低い位置の照明ユニット１０の照射角度よりも小さくなるように設定し、前記２つの照明ユニット１０で照射される地面１００の略連続した照射領域αの照度が略均一になるようにする。前記傾斜角θ１、出射角度θａ、θｂは、例えば、前記低い位置の照明ユニット１０の傾斜部１７１の傾斜角θ１を４５°として出射角度θａを２５°とし、前記高い位置の照明ユニット１０の傾斜部１７１の傾斜角θ１を３０°として出射角度を１６°等とすることが可能である。

尚、上記構成に於いて、光源１３には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光灯、白熱灯など適宜の光源を用いることが可能であり、又、指向性を有するＬＥＤを光源として用いる場合等には、それに応じてリフレクター１４の形状を調整し、光源モジュール１２が略平行光を照射するようにするとよい。また、光源モジュール１２は、屋外照明や屋内照明に必要な照度が得られ、且つ略平行光を照射する構造のものであれば適宜であり、例えば特許文献１の構造で屋外照明や屋内照明に必要な照度が得られるＬＥＤを使用したものや、前面がフレネル面、背面が面一であるフレネルレンズに背面側からＬＥＤの照射光を入射し、略平行光を出射する光源モジュール等としてもよい。また、光源モジュール１２は、照明器具１の形状に応じて、例えば光源１３を図２の紙面垂直方向に沿って線状に設け、正面視放物線形状で図２の紙面垂直方向に沿って延びるリフレクター１４を設け、これに対応して透光カバー１５を略方形に形成する構成としてもよい。また、光源モジュール２０は、一つの透光カバー１５に対して複数設けることも可能であり、又、複数の光源モジュール２０に対して一つの透光カバー１５を設けることも可能である。また、凸部１７は、格子状に設ける構成に代え、例えば千鳥状若しくは同心円状に配置してもよく、後述のピラミッド形の凸部２７や、フレネルレンズ部３７、４７の配置も同様である。

上記第１実施形態の照明器具１は、透光カバー１５の凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θ１について、高い位置に設置される照明ユニット１０の透光カバー傾斜部１７１の傾斜角θ１を、低い位置に設置される照明ユニット１０の透光カバー傾斜部１７１の傾斜角よりも小さくし、地面（照射面）１００までの照射距離が大きい照明ユニット１０の照射角度を小さくし、照射領域を狭めて光量を高めることが可能であり、照射距離の大きい照明ユニット１０による照度と照射距離の小さい照明ユニット１０による照度を照射領域αで略均一にすることができる。また、照明ユニット１０の照射光の角度を透光カバー１５の凸部１７で制御することから、光源モジュール１２を共通化、標準化することが可能である。また、透光カバー１５で配光制御するので、照度の調整や変更も容易である。

次に、第１実施形態の照明器具１の変形例として、第２〜第７実施形態の照明器具１について説明する。尚、第２〜第７実施形態の照明器具１も第１実施形態と同様の効果を奏する。

第２実施形態の照明器具１は、図５に示すように、異なる高さに設置される照明装置１０、１０を、照射部３の傾斜角度に合わせて照射部３に内装する構成に代え、水平な状態で照射部３に内装し、高い位置に設置される照射ユニット１０に於ける傾斜部１７１の傾斜角θ１を、低い位置に設置される照射ユニット１０に於けるそれよりも小さくする構成である。他の構成は第１実施形態と同様である。

第３〜第６実施形態の照明器具１は、透光カバーのみが第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同様である。第３実施形態に於ける透光カバー２５は、図６に示すように、基体２６の背面に、第１実施形態の略円錐状の略山形の凸部１７に代えて、略ピラミッド状の略山形の凸部２７が格子状に規則的に形成されている。凸部２７は、側面である傾斜部２７１の裾に外方に凸のアール部２７２が形成され、アール部２７２は平面視で方形周状に形成されている。また、第４実施形態に於ける透光カバー３５は、図７に示すように、基体３６の背面に、第１実施形態の略円錐状の略山形の凸部１７に対応する形状のフレネルレンズ部３７が格子状に規則的に形成されている。フレネルレンズ部３７は、凸部１７を同心円状に等間隔で切り出して得られる、傾斜部１７１の斜面に対応する円周状のフレネル部３７１と、アール部１７２の曲面に対応する最外周の円周状のフレネル部３７２で構成される。また、第５実施形態に於ける透光カバー４５は、図８に示すように、基体４６の背面に、第３実施形態の略ピラミッド状の略山形の凸部１７に対応する形状のフレネルレンズ部４７が格子状に規則的に形成されている。フレネルレンズ部４７は、凸部２７を方形周状に等間隔で切り出して得られる、傾斜部２７１の斜面に対応する円周状のフレネル部４７１と、アール部２７２の曲面に対応する最外周の円周状のフレネル部４７２で構成される。また、第６実施形態に於ける透光カバー５５は、図９に示すように、前面が略面一である基体５６の背面に、正面視略二等辺三角形など正面視略三角形で略山形の凸条５７が形成されたものであり、凸条５７はストライプ状で規則的に形成されている。凸条５７の側面である傾斜部５７１の両裾には、外方に凸になったアール部５７２がそれぞれ形成されている。

第３〜第６実施形態の凸部２７、フレネルレンズ部３７、４７、凸条５７の傾斜部２７１、５７１、フレネル部３７１、４７１の傾斜角、これらを形成するピッチ、これらの直径若しくは幅、アール部の上端やこれに対応するフレネル部の上端の直径若しくはアール部の上端間やこれに対するフレネル部上端間の幅、アール部やこれに対応するフレネル部の曲率半径等は、上記第１実施形態の凸部１７に関する傾斜角θ１、ピッチＰ、直径Ｌ、直径l、曲率半径等と略同一のスケールで設定することが可能である。そして、第３〜第６実施形態の照明器具１でも、高い位置に設置される照射ユニット１０に於ける傾斜部２７１、５７１の傾斜角や、フレネル部３７１、４７１の傾斜角を、低い位置に設置される照射ユニット１０に於けるそれよりも小さくする。尚、第１〜第６実施形態の透光カバーを適宜組み合わせて使用することも可能である。

第７実施形態の照明器具１は、図１０に示すように、照明部３の傾斜角度に合わせるようにして、６つの照明ユニット１０を照射部３の長手方向に沿って並べて配置したものであり、１２ａ〜１２ｆは光源モジュール、１５ａ〜１５ｆは透光カバーである。本実施形態の照明ユニット１０、光源モジュール１２ａ〜１２ｆ、透光カバー１５ａ〜１５ｆの構成は第１実施形態と同様である。そして、透光カバー１５ａ〜１５ｆの各傾斜部１７１の傾斜角度は、高さがより高い位置の透光カバーほど、即ち透光カバー１５ａ〜透光カバー１５ｆに向かうに従い、漸次小さく形成されており、１５ａ〜１５ｆに向かうに従って照射領域が漸次狭くなるようになっている。その他の構成は第１実施形態と同様である。尚、前記構成に代え、より高い位置に設けられた透光カバーに向かうに従い、傾斜部１７１の傾斜角度が段階的に小さくなるように設定してもよい。

次に、第８実施形態の照明器具１について説明する。

第８実施形態の照明器具１は、図１１及び図１２に示すように、第１実施形態の照明ユニット１０と同じ構造で大きさが大きい照明ユニット１０を一つ設け、その照明ユニット１０の透光カバー１５の基体１６の背面に、略円錐形で略山形の凸部１７を略格子状に配置して設けると共に、凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角度が透光カバー１５の下端から上端に向かって段階的に小さくなるように設定し、照明ユニット１０、光源モジュール１２或いは透光カバー１５の下端から上端に向かって出射光の出射角度が小さくなるようになっている。本例では、図１２の左３つの凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θｎが出射角θａに対応し、中央３つの凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θｍが出射角θｂに対応し、右３つの凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角θｌが出射角θｃに対応し、θｎ＞θｍ＞θｌ、θａ＞θｂ＞θｃであり、これらの出射角θａ〜θｃで地面１００に照射領域αを略均一な照度で照射することができる。その他の構成は第１実施形態と同様である。

尚、第８実施形態の照明器具１に於いて、例えば透光カバー１５が方形等の照明ユニット１０を複数設け、より高い位置の照明ユニット１０の透光カバー１５の凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角度を、より低い位置の透光カバー１５の凸部１５の傾斜部１７１の傾斜角度よりも全体的に小さくし、複数の透光カバー１５による凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角度が段階的に小さくなるようにしてもよい。また、透光カバー１５或いは複数の透光カバー１５群の下端から上端に向かって、凸部１７の傾斜部１７１の傾斜角度が漸次小さくなるようにしてもよい。その他、第８実施形態には、上記第１〜第７実施形態の構成を適用可能な範囲で適用することが可能である。

本発明は、例えば街路灯などの照明器具として利用することができる。

第１実施形態の照明器具を示す正面図。 第１実施形態に於ける照明ユニットを示す正面図。 第１実施形態に於ける透光カバーの部分背面図。 第１実施形態に於ける透光カバーの部分拡大説明図。 第２実施形態の照明器具を示す正面図。 第３実施形態に於ける透光カバーの部分背面図。 第４実施形態に於ける透光カバーの部分背面図。 第５実施形態に於ける透光カバーの部分背面図。 第６実施形態に於ける透光カバーの部分背面図。 第７実施形態の照明器具の照明部を示す正面説明図。 第８実施形態の照明器具を示す正面図。 第８実施形態に於ける照明ユニットを示す正面図。

符号の説明

１ 照明器具
２ 支持部
３ 照明部
１０ 照明ユニット
１１ 筐体
１２、１２ａ〜１２ｆ 光源モジュール
１３ 光源
１４ リフレクター
１５、２５、３５、４５、５５、１５ａ〜１５ｆ 透光カバー
１６、２６、３６、４６、５６ 基体
１７、２７、３７、４７ 凸部
１７１、２７１、５７１ 傾斜部
１７２、２７２、５７２ アール部
３７１、３７２、４７１、４７２ フレネル部
５７ 凸条
１００ 地面

Claims (6)

1. 略平行光を照射する光源モジュールと、光源モジュールの光照射方向に設置する透光性の透光カバーとで構成され、透光カバーの形状で透過光の照射角度を制御する照明ユニットを複数備え、
   他の照明ユニットを一の照明ユニットより照射領域までの照射距離が長い位置に設け、他の照明ユニットと一の照明ユニットの照明による照射領域の照度が略均一となるように、他の照明ユニットの照射角度を一の照明ユニットの照射角度より小さく設定することを特徴とする照明器具。
2. 略平行光を照射する光源モジュールと、光源モジュールの光照射方向に設置する透光性の透光カバーとで構成され、透光カバーの形状で透過光の照射角度を制御する照明ユニットを備え、
   照明ユニットの他端を一端より照射領域までの照射距離が長い位置に設け、照明ユニットの一端から他端に向かって照明ユニットの照射角度が段階的に若しくは漸次小さくなるように透光カバーの形状を形成して、照明ユニットの照明による照射領域の照度を略均一とすることを特徴とする照明器具。
3. 前記他の照明ユニットの照射面からの高さ若しくは前記照明ユニットの他端の照射面からの高さを、前記一の照明ユニットの高さ若しくは前記照明ユニットの一端の高さよりも高くすることを特徴とする請求項１又は２記載の照明器具。
4. 各照明ユニットの照射角度を略一定とし、照明ユニットの設置位置が高くなるに従って照明ユニットの照射角度を透光カバーの形状で漸次小さく設定、若しくは段階的に小さく設定することを特徴とする請求項１又３記載の照明器具。
5. 前記透光カバーが、略山形の凸部、略山形の凸部に対応するフレネルレンズ部、若しくは略山形の凸条を背面に規則的に配設したものであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の照明器具。
6. 前記略山形凸部の裾に外方に凸のアール部を設ける、前記フレネルレンズ部の最外周のフレネル部を該略山形凸部の外方に凸のアール部に対応する形状とする、若しくは前記略山形凸条の裾に外方に凸のアール部を設けることを特徴とする請求項５記載の照明器具。

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