JP2009170122A

JP2009170122A - 照明装置

Info

Publication number: JP2009170122A
Application number: JP2008003877A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Banba; 正一番場; Yosuke Mizuki; 庸介水木
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-30
Also published as: US20090180286A1; US8007138B2; CN101482249A

Abstract

【課題】光源4から放射された光が、レンズ2の外周面2a11を透過し、照明装置の照射方向から外れた向きに照射されてしまうのを回避する。
【解決手段】基板1とレンズ2とによって画定される灯室3内に光源4を配置し、レンズ2の後側の表面にレンズカット部2aを形成した照明装置において、光源4の主光軸線Lと角度をなして光源4から放射され、レンズカット部2aによって反射されることなくレンズ2の前側の表面2a12によって反射され、レンズ2の外周面2a11を透過しようとする光L7,L8を反射するための反射処理をレンズ2の外周面2a11に施し、レンズ2の外周面2a11からの反射光を反射して照明装置の照射方向に照射するための反射部6a,6bを基板1の前側に配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板とレンズとによって画定される灯室内に光源を配置し、レンズの後側の表面にレンズカット部を形成し、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射された光を、レンズカット部によって反射し、照明装置の照射方向に照射するように構成された照明装置に関する。

特に、本発明は、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射された光が、レンズの外周面を透過し、照明装置の照射方向から外れた向きに照射されてしまうのを回避することができる照明装置に関する。

従来から、基板とレンズ（レンズ部）とによって画定される灯室（空間部）内に光源（ＬＥＤチップ）を配置し、レンズ（レンズ部）の後側の表面にレンズカット部を形成し、光源（ＬＥＤチップ）の主光軸線と角度をなして光源（ＬＥＤチップ）から放射された光を、レンズカット部によって反射し、照明装置の照射方向に照射するように構成された照明装置が知られている。この種の照明装置の例としては、例えば特開昭６０−１３０００１号公報に記載されたものがある。

特開昭６０−１３０００１号公報に記載された照明装置では、光源（ＬＥＤチップ）の主光軸線と比較的小さい角度をなして光源（ＬＥＤチップ）から放射された光が、レンズカット部において屈折し、照明装置の照射方向に照射される。また、光源（ＬＥＤチップ）の主光軸線と比較的大きい角度をなして光源（ＬＥＤチップ）から放射された光が、レンズカット部によって反射され、照明装置の照射方向に照射される。

ところで、レンズ（レンズ部）が樹脂材料の成形によって形成される場合には、レンズカット部の隅部が、鋭利な形状にはならず、丸みを帯びた（コーナーアールを有する）形状になってしまう。

その結果、レンズ（レンズ部）が樹脂材料の成形によって形成される場合、特開昭６０−１３０００１号公報に記載された照明装置では、光源（ＬＥＤチップ）の主光軸線と約４５°程度の角度をなして光源（ＬＥＤチップ）から放射された光の一部が、レンズカット部において屈折して照明装置の照射方向に照射されることなく、また、レンズカット部によって反射されて照明装置の照射方向に照射されることもなく、レンズ（レンズ部）の前側の表面によって反射され、レンズ（レンズ部）の外周面（側面）を透過し、照明装置の照射方向から外れた向きに照射されてしまう。

特開昭６０−１３０００１号公報

前記問題点に鑑み、本発明は、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射された光が、レンズの外周面を透過し、照明装置の照射方向から外れた向きに照射されてしまうのを回避することができる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によれば、基板とレンズとによって画定される灯室内に光源を配置し、レンズの後側の表面にレンズカット部を形成し、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射された光を、レンズカット部によって反射し、照明装置の照射方向に照射するように構成された照明装置において、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射され、レンズの外周面を透過しようとする光を反射するための反射処理をレンズの外周面に施し、レンズの外周面からの反射光を反射して照明装置の照射方向に照射するための反射部を基板の前側に配置したことを特徴とする照明装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、反射部からの反射光を透過させて照明装置の照射方向に照射するための透過領域をレンズカット部とレンズの外周面との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、透過領域を透過する光を配光制御するための他のレンズカット部を透過領域に形成したことを特徴とする請求項２に記載の照明装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、光を反射可能な材料によって基板を構成し、基板と反射部とを一部材によって構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置が提供される。

請求項１に記載の照明装置では、基板とレンズとによって画定される灯室内に光源が配置されている。更に、レンズカット部がレンズの後側の表面に形成されている。つまり、請求項１に記載の照明装置では、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射された光の一部が、レンズカット部によって反射され、照明装置の照射方向に照射される。

更に、請求項１に記載の照明装置では、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射され、レンズの外周面を透過しようとする光を反射するための反射処理が、レンズの外周面に施されている。

また、請求項１に記載の照明装置では、レンズの外周面からの反射光を反射して照明装置の照射方向に照射するための反射部が、基板の前側に配置されている。

つまり、請求項１に記載の照明装置では、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射された光が、レンズの外周面によって反射され、基板の前側に配置された反射部によって反射され、照明装置の照射方向に照射される。

そのため、請求項１に記載の照明装置によれば、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射された光が、レンズの外周面を透過し、照明装置の照射方向から外れた向きに照射されてしまうのを回避することができる。

請求項２に記載の照明装置では、反射部からの反射光を透過させて照明装置の照射方向に照射するための透過領域が、レンズカット部とレンズの外周面との間に配置されている。

つまり、請求項２に記載の照明装置では、光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射された光が、レンズの外周面によって反射され、基板の前側に配置された反射部によって反射され、レンズカット部とレンズの外周面との間に配置された透過領域を透過し、照明装置の照射方向に照射される。

すなわち、請求項２に記載の照明装置では、反射部からの反射光が、光源から放射された光を反射するためのレンズカット部を透過するのではなく、レンズカット部とレンズの外周面との間に配置された透過領域を透過する。

そのため、請求項２に記載の照明装置によれば、反射部からの反射光が、光源から放射された光を反射するためのレンズカット部を透過するのに伴って、照明装置の照射方向から外れた向きに照射されてしまうのを回避することができる。

請求項３に記載の照明装置では、透過領域を透過する光を配光制御するための他のレンズカット部が透過領域に形成されている。つまり、請求項３に記載の照明装置では、反射部からの反射光が、透過領域を素通りするのではなく、照明装置の照射方向に照射されるように透過領域の他のレンズカット部によって配光制御される。そのため、請求項３に記載の照明装置によれば、反射部からの反射光が透過領域を素通りする場合とは異なる配光パターンを形成することができる。

請求項４に記載の照明装置では、光を反射可能な材料によって基板が構成されている。更に、基板と反射部とが一部材によって構成されている。そのため、請求項４に記載の照明装置によれば、基板と反射部とが別個の部材によって構成されている場合よりも、照明装置全体の組立コストを抑制することができる。

以下、本発明の照明装置の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の照明装置を示した図である。詳細には、図１（Ａ）は第１の実施形態の照明装置の正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２および図３は図１（Ｂ）に示した断面内における光路を示した図である。

第１の実施形態の照明装置では、図１〜図３に示すように、例えばＬＥＤのような光源４が、例えばアルミニウム等のような伝熱性・放熱性の高い材料によって形成された基板１に搭載されている。更に、反射部６ａ，６ｂを備えた反射部材６が、基板１に取り付けられている。換言すれば、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）、図２および図３に示すように、反射部６ａ，６ｂを備えた反射部材６が、基板１の前側（図１（Ｂ）、図２および図３の上側）に配置されている。第１の実施形態の照明装置では、光源４として例えばＬＥＤが用いられているが、第２の実施形態の照明装置では、代わりに、ＬＥＤ以外のものを光源として用いることも可能である。また、第１の実施形態の照明装置では、基板１として例えばアルミニウムが用いられているが、第３の実施形態の照明装置では、代わりに、アルミニウム以外の任意の材料によって基板１を構成することも可能である。

更に、第１の実施形態の照明装置では、図１〜図３に示すように、レンズ２が基板１および反射部材６に取り付けられている。換言すれば、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）、図２および図３に示すように、レンズ２が基板１および反射部材６の前側（図１（Ｂ）、図２および図３の上側）に配置されている。その結果、基板１とレンズ２とによって灯室３が画定され、その灯室３内に光源４が配置されている。

また、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）、図２および図３に示すように、レンズ２の後側（図１（Ｂ）、図２および図３の下側）の表面にレンズカット部２ａが形成されている。

詳細には、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）および図２（Ａ）に示すように、光源４から放射された光Ｌ１，Ｌ２（図２（Ａ）参照）が透過する透過面２ａ１が、レンズ２のレンズカット部２ａに設けられている。更に詳細には、図２（Ａ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌ上に光源４から放射された光Ｌ１が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ１を透過し、次いで、レンズ２の前面（図２（Ａ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図２（Ａ）の上側）に照射される。また、光源４の主光軸線Ｌと小さい角度をなして光源４から放射された光Ｌ２が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ１を透過し、次いで、レンズ２の前面（図２（Ａ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図２（Ａ）の上側）に照射される。

更に、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように、光源４から放射された光Ｌ３，Ｌ４（図２（Ｂ）参照）が透過する透過面２ａ２と、その透過面２ａ２を透過した光Ｌ３が反射される反射面２ａ３とが、レンズ２のレンズカット部２ａに設けられている。詳細には、図２（Ｂ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと光Ｌ２（図２（Ａ）参照）よりも大きい角度をなして光源４から放射された光Ｌ３が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ２を透過し、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａの反射面２ａ３によって反射され、次いで、レンズ２の前面（図２（Ｂ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図２（Ｂ）の上側）に照射される。

また、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように、光源４から放射された光Ｌ４（図２（Ｂ）参照）が透過する透過面２ａ４と、その透過面２ａ４を透過した光Ｌ４が反射される反射面２ａ５とが、レンズ２のレンズカット部２ａに設けられている。詳細には、図２（Ｂ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと光Ｌ３よりも大きい角度をなして光源４から放射された光Ｌ４が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ４を透過し、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａの反射面２ａ５によって反射され、次いで、レンズ２の前面（図２（Ｂ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図２（Ｂ）の上側）に照射される。

更に、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、光源４から放射された光Ｌ５（図２（Ｃ）参照）が透過する透過面２ａ６と、その透過面２ａ６を透過した光Ｌ５が反射される反射面２ａ７とが、レンズ２のレンズカット部２ａに設けられている。詳細には、図２（Ｃ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと光Ｌ４（図２（Ｂ）参照）よりも大きい角度をなして光源４から放射された光Ｌ５が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ６を透過し、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａの反射面２ａ７によって反射され、次いで、レンズ２の前面（図２（Ｃ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図２（Ｃ）の上側）に照射される。

また、第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、光源４から放射された光Ｌ６（図２（Ｃ）参照）が透過する透過面２ａ８と、その透過面２ａ８を透過した光Ｌ６が反射される反射面２ａ９とが、レンズ２のレンズカット部２ａに設けられている。詳細には、図２（Ｃ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと光Ｌ５よりも大きい角度をなして光源４から放射された光Ｌ６が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ８を透過し、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａの反射面２ａ９によって反射され、次いで、レンズ２の前面（図２（Ｃ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図２（Ｃ）の上側）に照射される。

更に、第１の実施形態の照明装置では、図１および図３に示すように、例えばアルミ蒸着などのような反射処理がレンズ２の外周面２ａ１１に施され、反射膜５がレンズ２の外周面２ａ１１に形成されている。詳細には、図３（Ａ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと光Ｌ２（図２（Ａ）参照）よりも大きい角度をなして光源４から放射された光Ｌ７が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ２を透過し、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａの反射面２ａ３によって反射されることなく、レンズ２の前面（図３（Ａ）の上側の面）２ａ１２によって反射され、次いで、破線で示すようにレンズ２の外周面２ａ１１を透過するのではなく、レンズ２の外周面２ａ１１によって反射され、次いで、反射部材６の反射部６ａによって反射され、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａと外周面２ａ１１との間に配置された透過領域２ａ１０を透過し、次いで、レンズ２の前面（図３（Ａ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図３（Ａ）の上側）に照射される。

また、第１の実施形態の照明装置では、図３（Ｂ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと光Ｌ７（図３（Ａ）参照）よりも大きい角度をなして光源４から放射された光Ｌ８が、レンズ２のレンズカット部２ａの透過面２ａ４を透過し、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａの反射面２ａ５によって反射されることなく、レンズ２の前面（図３（Ｂ）の上側の面）２ａ１２によって反射され、次いで、破線で示すようにレンズ２の外周面２ａ１１を透過するのではなく、レンズ２の外周面２ａ１１によって反射され、次いで、反射部材６の反射部６ｂによって反射され、次いで、レンズ２のレンズカット部２ａと外周面２ａ１１との間に配置された透過領域２ａ１０を透過し、次いで、レンズ２の前面（図３（Ｂ）の上側の面）２ａ１２を透過し、照明装置の照射方向（図３（Ｂ）の上側）に照射される。

つまり、第１の実施形態の照明装置によれば、図３（Ａ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと角度をなして光源４から放射され、レンズカット部２ａの反射面２ａ３によって反射されることなくレンズ２の前面２ａ１２によって反射された光Ｌ７が、破線で示すように、レンズ２の外周面２ａ１１を透過し、照明装置の照射方向（図３（Ａ）の上側）から外れた向き（図３（Ａ）の下側）に照射され、光の利用効率が低下してしまうのを回避することができる。

また、第１の実施形態の照明装置によれば、図３（Ｂ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと角度をなして光源４から放射され、レンズカット部２ａの反射面２ａ５によって反射されることなくレンズ２の前面２ａ１２によって反射された光Ｌ８が、破線で示すように、レンズ２の外周面２ａ１１を透過し、照明装置の照射方向（図３（Ｂ）の上側）から外れた向き（図３（Ｂ）の下側）に照射され、光の利用効率が低下してしまうのを回避することができる。

詳細には、例えば第１の実施形態の照明装置が道路照明灯、屋外照明灯などに適用される場合に、光源から放射された光の一部が照明装置の照射方向から外れた向きに照射されるのに伴って、周りの住民等にとって眩しい光（グレア光）になってしまうのを回避することができる。

以下、本発明の第４の実施形態の照明装置について説明する。第４の実施形態の照明装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の照明装置とほぼ同様に構成されている。従って、第４の実施形態の照明装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の照明装置とほぼ同様の効果を奏することができる。

図４は第４の実施形態の照明装置を示した図である。詳細には、図４は図１（Ｂ）と同様の第４の実施形態の照明装置の断面図である。第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）に示すように、基板１と反射部６ａ，６ｂとが別個の部材によって構成されているが、第４の実施形態の照明装置では、図４に示すように、例えばアルミニウムなどのような光を反射可能な材料によって基板１が構成され、反射部１ａ，１ｂが基板１に設けられている。つまり、基板１と反射部１ａ，１ｂとが一部材によって構成されている。そのため、第４の実施形態の照明装置によれば、基板１と反射部１ａ，１ｂとが別個の部材によって構成されている場合よりも、照明装置全体の組立コストを抑制することができる。

以下、本発明の第５の実施形態の照明装置について説明する。第５の実施形態の照明装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の照明装置とほぼ同様に構成されている。従って、第５の実施形態の照明装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の照明装置とほぼ同様の効果を奏することができる。

図５は第５の実施形態の照明装置を示した図である。詳細には、図５（Ａ）は図１（Ｂ）と同様の第５の実施形態の照明装置の断面図である。図５（Ｂ）は図３（Ｂ）と同様の光源４から放射された光Ｌ８の光路図である。

第１の実施形態の照明装置では、図１（Ｂ）に示すように、レンズカット部２ａとレンズ２の外周面２ａ１１との間の透過領域２ａ１０の後側（図１（Ｂ）の下側）の表面が平面によって構成されているが、第５の実施形態の照明装置では、図５（Ａ）に示すように、レンズカット部２ａとレンズ２の外周面２ａ１１との間の透過領域２ａ１０の後側（図５（Ａ）の下側）の表面にレンズカット部２ａ１３が形成されている。

詳細には、第１の実施形態の照明装置では、図３（Ｂ）に示すように、光源４の主光軸線Ｌと角度をなして光源４から放射され、レンズ２の透過領域２ａ１０を透過した光Ｌ８が、光源４の主光軸線Ｌと比較的大きい角度をなして照明装置の照射方向（図３（Ｂ）の上側）に照射される。それに対し、第５の実施形態の照明装置では、図５（Ｂ）に示すように、レンズ２の透過領域２ａ１０にレンズカット部２ａ１３が形成されているため、光源４の主光軸線Ｌと角度をなして光源４から放射され、レンズ２の透過領域２ａ１０のレンズカット部２ａ１３を透過した光Ｌ８が、光源４の主光軸線Ｌと比較的小さい角度をなして照明装置の照射方向（図５（Ｂ）の上側）に照射される。

第１の実施形態の照明装置では、図１（Ａ）に示すように、照明装置の前側から見た形状が四角形になるように照明装置が構成されているが、第６の実施形態の照明装置では、照明装置の前側から見た形状が円形・楕円系になったり、四角形以外の任意の多角形になったりするように照明装置を構成することも可能である。

第７の実施形態では、上述した第１から第４の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

本発明の照明装置は、例えば道路照明灯、屋外照明灯などのような照明装置に適用可能である。

第１の実施形態の照明装置を示した図である。図１（Ｂ）に示した断面内における光路を示した図である。図１（Ｂ）に示した断面内における光路を示した図である。第４の実施形態の照明装置を示した図である。第５の実施形態の照明装置を示した図である。

符号の説明

１基板
２レンズ
２ａレンズカット部
２ａ１，２ａ２，２ａ４，２ａ６，２ａ８透過面
２ａ３，２ａ５，２ａ７，２ａ９反射面
２ａ１０透過領域
２ａ１１外周面
２ａ１２前面
３灯室
４光源
５反射膜
６反射部材
６ａ，６ｂ反射部

Claims

基板とレンズとによって画定される灯室内に光源を配置し、
レンズの後側の表面にレンズカット部を形成し、
光源の主光軸線と角度をなして光源から放射された光を、レンズカット部によって反射し、照明装置の照射方向に照射するように構成された照明装置において、
光源の主光軸線と角度をなして光源から放射され、レンズカット部によって反射されることなくレンズの前側の表面によって反射され、レンズの外周面を透過しようとする光を反射するための反射処理をレンズの外周面に施し、
レンズの外周面からの反射光を反射して照明装置の照射方向に照射するための反射部を基板の前側に配置したことを特徴とする照明装置。
反射部からの反射光を透過させて照明装置の照射方向に照射するための透過領域をレンズカット部とレンズの外周面との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
透過領域を透過する光を配光制御するための他のレンズカット部を透過領域に形成したことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
光を反射可能な材料によって基板を構成し、基板と反射部とを一部材によって構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。