JP2010062126A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】照明装置がどのような道路に設置される場合であっても、道なりの照明を可能にし、照明装置から漏れる光をコントロールして必要な箇所へ効果的に配光する。
【解決手段】照明装置に複数個配備されている光源は、照明装置が取り付けられている支柱の近傍を照明する複数個の近距離照明用光源、支柱から離れている領域を照明する複数の遠距離照明用光源、両者の中間の領域を照明する複数の中間距離照明用光源とされ、すべての光源が同一の仰角を有する平面上に配備されている。少なくとも、遠距離照明用光源と中間距離照明用光源とは、前記平面を通る仰角軸を中心として回転することにより光軸の方向を変更可能である。隣接している遠距離照明用光源と、中間距離照明用光源とが対に組み合わされ、これが一体となって、前記平面に直交する中心軸を中心として回転することにより光軸の方向を変更可能である。
【選択図】図4

Description

本発明はLEDを光源として備えた照明装置に関する。
光源としてLEDを使用した照明装置は、蛍光灯を使用した街路灯に替わる照明装置として採用されるようになっている。LED素子が一般に消費電力が少なく、寿命も長いこと、また、虫のよらない光源という特徴を有しているからである。
特開2007−66658号公報 特開2007−165051号公報 特開2003−317527号公報
従来の街路灯などに使用される照明装置においては、無駄な方向への照明を少なくし、必要とする所望の領域に対して選択的に照明できるように種々の方策が採用されている。例えば、光源を支持するアームを回動可能に支持する提案がされている。また、配線基盤に設けられているLED素子を所望の方向に指向するようにLED素子が装着されている取り付け板をジョイント部によって屈折する提案などがされている。
しかし、街路灯が設置される道路の形状は千差万別であるのに対して、従来の街路灯は、LEDを光源としているものにおいても、道なりの照明を目的としたものは提案されていない。そこで、不本意な場所への照明で照明効率の低下を引き起こし、その一方で、住宅地においては漏れ光による安眠妨害や、照明による光害(主に農作物への影響)の原因になることもあった。
この発明は、街路灯として使用される照明装置がどのような道路に設置される場合であっても、道なりの照明を可能にし、照明装置から漏れる光をコントロールして光の必要な箇所へ効果的に配光することができる照明装置を提供することを目的にしている。
前記目的を達成するため、本願は以下の発明を提案するものである。
請求項1記載の発明は、
基端から先端に向かって長手方向に延びる仰角軸を含んでいて当該仰角軸と平行に延びる仰角平面を有する支持体が、上下方向に延びる支柱に対して基端を中心として先端が上下方向に旋回可能に取り付けられ、
前記支持体の長手方向に、内部にそれぞれ照明手段を備えている照明ハウジングが複数個配備されている
照明装置であって、
前記複数個の照明ハウジング中、最も先端に配備されている第一照明ハウジングと、最先端側から基端側に向かって二番目に配備されている第二照明ハウジングの内部にそれぞれ配備されている照明手段である第一照明具と、第二照明具とは、
前記仰角平面に直交する中心軸を中心として回動できるように前記支持体に対してそれぞれ回動可能に配備されていると共に、
当該第一照明具及び第二照明具から照射される光の光軸を、前記仰角軸を中心として回動できるように前記支持体に対してそれぞれ回動可能に配備されている
ことを特徴とする照明装置である。
請求項2記載の発明は、
前記第一照明具及び第二照明具は、光を照射する複数の照明源をそれぞれ備えており、各照明源から照射される光の光軸を、前記仰角軸を中心として回動できるように各照明源が前記支持体に対してそれぞれ回動可能に配備されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置である。
請求項3記載の発明は、
前記複数個の照明ハウジング内にそれぞれ配備されている照明手段である照明具の光を照射する照明源は、それぞれ、複数個のLEDからなる発光手段を備えており、当該複数個のLEDからの光の光路に当該LEDの数に対応する複数のレンズが各LEDに対応して配備されており、前記複数のレンズは前記複数個のLEDからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具から放出されるように所定の角度を有していることを特徴とする請求項1又は2記載の照明装置である。
請求項4記載の発明は、
前記複数のレンズは、レンズ体の光が照射されていく側に形成されていてそれぞれ同一の照射角度を有する複数の第一のフレネルレンズからなり、当該レンズ体における前記第一のフレネルレンズからなる前記複数のレンズの間の領域は前記第一のフレネルレンズと同一の照射角度を有する第二のフレネルレンズに形成されていることを特徴とする請求項3記載の照明装置である。
請求項5記載の発明は、
前記複数個のLEDは表面が白色塗装されている絶縁基板上に配置されており、前記レンズ体の前記複数個のLEDに向かう側の面と、当該絶縁基板の表面との間の空間部をリング体が囲み、当該リング体の内周が白色塗装されていることを特徴とする請求項4記載の照明装置である。
本発明によれば、街路灯として使用される照明装置がどのような道路に設置される場合であっても、道なりの照明を可能にし、照明装置から漏れる光をコントロールして光の必要な箇所へ効果的に配光することができる。
本発明の照明装置が街路灯として使用される状態の一例を説明する斜視図。 本発明の照明装置に採用される支持体の一例の一部を省略した分解斜視図。 本発明の照明装置に採用される支持体の一例の一部を省略した底面図。 本発明の照明装置において照明具から放出される光の進行方向を任意に調整する状況を説明する概念図。 本発明の照明装置における照明具の一例を底面側から表した一部を省略した斜視図。 (a)本発明の照明装置における内部構造の一例を平面側から表した一部を省略した斜視図、(b)図6(a)の一部拡大図、(c)照明具が回転する角度を説明する平面図。 本発明の照明装置が街路灯として使用されているときに仰角を調整する状態を説明する側面図。 (a)本発明の照明装置を街路灯として使用するときの取り付け構造の一例を説明する側面図、(b)本発明の照明装置を街路灯として使用するときの取り付け構造の一例を説明する背面図、(c)本発明の照明装置を街路灯として使用したときに取り付け角度を任意に調整する状態を説明する正面図。 本発明の照明装置において照明具に配備される複数のレンズの一例を説明する図。 本発明の照明装置に採用される照明具の一例の一部を省略した分解斜視図。 本発明の照明装置に採用される支持体の放熱構造を説明する一部を省略した分解斜視図。 (a)〜(f)は本発明の照明装置が街路灯として道路に設置された場合の照明状態を説明する図。 (a)〜(d)は本発明の照明装置が街路灯として道路に設置された場合の照明状態を説明する図。 (a)、(b)は本発明の照明装置において照明具に配備される複眼レンズ構造の一例を説明する図であって、(a)はレンズ体の平面図、(b)は複眼レンズ構造の内部を説明する一部を省略した断面図。 図14で説明した複眼レンズ構造でLEDから照射された光の進行方向を説明する一部を省略した断面図。 放射角120度の高輝度LEDの指向特性を説明する図。
この発明によれば、照明装置に複数個配備されている光源は、複数個の近距離照明用光源と、複数個の近距離照明用光源と、複数個の中間距離照明用光源とからなる。複数個の近距離照明用光源は、照明装置が取り付けられている支柱の近傍を照明する。複数個の近距離照明用光源は、支柱から離れている領域を照明する。複数個の中間距離照明用光源は、両者の中間の領域を照明する。これらすべての光源は、同一の仰角を有する平面上に配備されている。
そして、少なくとも、遠距離照明用光源と、中間距離照明用光源とは、前記平面を通る仰角軸を中心として符号A(図4、図5)で示すように回転することにより光軸の方向を変更可能になっている。また、隣接している遠距離照明用光源と、中間距離照明用光源とが対に組み合わされ、これが一体となって、前記平面に直交する中心軸を中心として符号B(図4、図6(c))で示すように回転することにより光軸の方向を変更可能になっている。
更に、前記平面はその仰角を符号C(図4、図7)で示すように変更可能であると共に、垂直方向に対して傾く角度を符号D(図4、図8(c))で示すように変更可能になっている。
これによって、街路灯として使用される照明装置がどのような道路に設置される場合であっても、道なりの照明を可能にしている。
そして、この発明によれば、各光源を構成している一個ごとの高輝度LEDに対して、当該高輝度LEDからの光の光路にレンズが対応して配備されて、当該レンズは前記高輝度LEDからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具から放出されるように所定の照射角度を有している。
これによって、道なりの照明を可能にすると共に、照明装置から漏れる光をコントロールして光の必要な箇所へ効果的に配光している。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
本発明の照明装置1は支持体6と、支持体6に配備される複数個の照明ハウジングとを備えている。
支持体6は、図1図示のように、上下方向に延びる支柱2に対して基端4を中心として先端3が、矢印5(図1、図7)で示すように、上下方向に旋回可能に取り付けられる。
この支持体6の先端3が基端4を中心として矢印5(図1、図7)で示すように上下方向に旋回できる角度C(図4、図7)は、水平状態から上側方向22°の仰角位置を基準として上側方向、下側方向に向かってそれぞれ5度ずつの合計10度の仰角範囲とすることができる(図7)。角度Cを調整することにより、支持体6の先端3が延びていく方向である正面方向における道路40(図7)の勾配に対して最適な角度調整を行うことができる。
支持体6は仰角平面を有する構造になっている。この仰角平面は、支持体6の基端4から先端3に向かって長手方向に延びる仰角軸17(図4)を含んでいて仰角軸17と平行に延びる仮想上の平面である。図示の実施形態では、仰角平面は、後述する支持フレーム22によって形成される。
複数個の照明ハウジングは、基端4から先端3に向かって長手方向に延びる支持体6の長手方向に配備される。図1図示の実施形態では、支持体6の最も先端に第一照明ハウジング7、最先端側から基端側に向かって二番目に第二照明ハウジング8、最も基端側に第三照明ハウジング9と三個の照明ハウジングが配備されている。
各照明ハウジング(第一照明ハウジング7、第二照明ハウジング8、第三照明ハウジング9)は、図3図示のように、内部にそれぞれ照明手段である第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15を備えている。
また、図示の実施形態では、各照明具(第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15)はそれぞれ光を照射する2個の照明源(すなわち、光源)を備えている。第一照明具13が備えている光を照射する2個の照明源(すなわち、光源)は、第一照明具第一照明源13aと第一照明具第二照明源13bである。第二照明具14が備えている光を照射する2個の照明源(すなわち、光源)は、第二照明具第一照明源14aと第二照明具第二照明源14bである。第三照明具15が備えている光を照射する2個の照明源(すなわち、光源)は、第三照明具第一照明源15aと第三照明具第二照明源15bである。
図2は支持体6の内部構造の一例を説明する一部を省略した分解斜視図である。
アルミニウム製の熱拡散板20の下側にアルミニウム製の支持フレーム22が取り付けられ、支持フレーム22の下側にカバーフレーム24が取り付けられる。
この支持フレーム22が前述したように支持体6が備えている仰角平面を形成する。
カバーフレーム24は樹脂製の透明カバー25、26、27を備えている。透明カバー25〜27は、図示のように、第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15の照明源(第一照明具第一照明源13a、等)を下側から覆う。
支持フレーム22には第一照明ハウジング7、第二照明ハウジング8を配備するための透孔が長手方向に2個形成されている。
第一照明ハウジング7、第二照明ハウジング8が配備される位置では当該透孔を介して支持フレーム22の上側から支持リング21、支持フレーム22の下側から光源ハウジング49、保持フレーム23がそれぞれ配備される。
第三照明ハウジング9が配備される位置では、支持フレーム22の下側から光源ハウジング49が配備される。
図示の実施形態では、各光源ハウジング49に、図3図示のように、各照明具(第一照明具13、等)に配備されている各2個の照明源(第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、等)が装着される。すなわち、図示の実施形態では、6個の光源(第一照明具第一照明源13a、等)が、仰角軸17の仰角C(図4)と同一角度の仰角で、支持フレーム22によって形成される仰角平面と平行に延びる平面上に配備されている。
支持体6における各部材の接触部は不図示のゴムパッキンやネジの締め付け等によって水密性が確保されている。
図2等を用いて、支持体6への第一照明ハウジング7、第二照明ハウジング8の取り付け構造の一例を説明する。
図2、図3、図6図示のように、支持フレーム22に前述した透孔が配備されている位置で、支持フレーム22の上側面に支持リング21をネジ等により取り付ける。一方、その位置における支持フレーム22の下側面に、光源ハウジング49が上側から装着されている保持フレーム23の上側面を当接させて取り付ける。
この取り付けは、図6(b)図示のように、支持フレーム22に形成されているネジ溝31a、31b、31c、31dを利用し、ネジ32a、32b、32c、32dにより、光源ハウジング49が上側から装着されている保持フレーム23の上側面を支持フレーム22の下側面に当接させて行う。
これにより、光源ハウジング49が上側から装着されている保持フレーム23を下側から手で持って図6(b)に矢印33a、矢印33bで示す方向に回転させると、下端が保持フレーム23の上側面に固定されているネジ32a、32b、32c、32dの上端が、支持フレーム22のネジ溝31a、31b、31c、31d内を矢印33a方向、あるいは33b方向に移動する。
こうして、第一照明具13は、支持フレーム22(すなわち、仰角平面)に直交する中心軸19(図4)を中心として矢印33a及び33b(図6(a)、(b))で示すように回動できるように支持フレーム22取り付けられる。
第二照明具14も、同様にして、支持フレーム22(すなわち、仰角平面)に直交する中心軸19(図4)を中心として矢印33a´及び33b´(図3、図6(a))で示すように回動できるように支持フレーム22取り付けられている。
第一照明具13、第二照明具14が、支持フレーム22(すなわち、仰角平面)に直交する中心軸19(図4)を中心として矢印33a、33b(図3、図6(a)、(b))、矢印33a´、33b´(図3、図6(a))で示すように回動できる角度Bは、図6(c)に示すように前後120度の回転角度範囲にすることができる。
一方、第三照明具15に関しては、図2では図示を省略しているが、第三照明ハウジング9が配備される位置で、支持フレーム22の下側から第三照明具15を構成する光源ハウジング49が固定的に取り付けられる。
次に、第一照明具13、第二照明具14が支持体6に取り付けられている構造の一例を図5、図10を参照して説明する。
第一照明具13は、図3、図5図示のように、光を照射する2個の照明源(光源)である第一照明具第一照明源13aと、第一照明具第二照明源13bとを備えている。
第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13bは、それぞれ光源ハウジング49のホルダ側壁28a、28bに対して回転運動可能に取り付けられる。
第一照明具第二照明源13bについて説明すると、第一照明具第二照明源13bは、図5図示のように、光源ハウジング49のホルダ側壁28aに形成されているネジ孔29a(図10)を介してネジ29によりホルダ側壁28aに対して矢印30で示すように回転運動可能に取り付けられる。
第一照明具第一照明源13aも、同じようにして、ホルダ側壁28bに対して矢印30で示すように回転運動可能に取り付けられる。
光を照射する2個の照明源(光源)である第二照明具第一照明源14aと、第二照明具第二照明源14bとを備えている第二照明具14においても、図示していないが、同様に、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bが、それぞれ光源ハウジング49のホルダ側壁28a、28bに対して回転運動可能に取り付けられる。
ここで、光源ハウジング49は、図2図示のように、上側から保持フレーム23に装着される。そして、保持フレーム23は前述したようにその上側面を支持体6の仰角平面を構成する支持フレーム22の下側面に当接させ、矢印33a、33bのように支持フレーム22に対して回動可能に、支持フレーム22のネジ溝31a〜31d、ネジ32a〜32dを介して支持フレーム22に取り付けられている。
そこで、第一照明具13及び第二照明具14にそれぞれ配備されている光を照射する複数の照明源(光源)(第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14b)は、各照明源(光源)(第一照明具第一照明源13a、等)から照射される光の光軸を、仰角軸17を中心として矢印30で示すように回動できるように、支持体6に対してそれぞれ回動可能に配備されていることになる。
この結果、光を照射する複数の照明源(光源)(第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14b)をそれぞれ備えている第一照明具13及び第二照明具14も、当該第一照明具13及び第二照明具14から照射される光の光軸を、仰角軸17を中心として矢印30で示すようにそれぞれ回動できるように支持体6に対して回動可能に配備されていることになる。
第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bが仰角軸17を中心として矢印30で示すように回動できる角度A(図4)、すなわち、第一照明具13及び第二照明具14が仰角軸17を中心として矢印30で示すように回動できる角度A(図4)は、0度〜90度の角度範囲とすることができる。
本発明の照明装置1は、支持体6の基端4に配備される回転軸54、取付箱51、取付バンド52を介して支柱2に取り付けることができる(図8(a))。
なお、取付箱51の背面に取付補助部53、53を備えておくこともできる(図8(b))。
支持体6は、基端4を中心として先端3が矢印5で示すように上下方向に旋回可能に支柱2に取り付けられるので、回転軸54を介して、支持体6はその先端を矢印5で示すように上下方向に旋回可能になっている。
なお、図8(a)中、取付バンド52の左端と、取付箱51の背面との間の取り付け構造を回動可能なものとすることにより、取付箱51を上下方向に延びる支柱2に対して矢印11(図4)(矢印11a、11b(図8(c))方向に傾動させることができる。このように取付箱51を支柱2に対して矢印11(図4)(矢印11a、11b(図8(c))方向に傾動させるには、例えば、追加のアダプター(不図示)を別途取り付けて行うことができる。
この、支柱2に対して本発明の照明装置1が矢印11(図4)(矢印11a、11b(図8(c))方向に傾くことができる角度D(図4)は、不図示のアダプターを別途取り付け、回転角度を作る。図8(C)中、矢印11a、11bで示される範囲がそれぞれ30度ずつで、上下方向に延びる支柱2に対して60度の角度範囲とすることができる。
以上に説明したように、本発明の照明装置1においては、第一照明具13、第二照明具14にそれぞれ2個ずつ、合計4個配備されている光源からの光が進行する方向を3つの軸の周りに回動させて任意に調整することができる。
一つの軸は、回転軸54である(図8(a))。回転軸54(すなわち、支持体6の基端4)を中心として支持体6の先端3を、矢印5で示すように上下方向に旋回させることにより、支持体6の仰角C(図4、図7)を前述した角度範囲で任意に調整できる。
前述したように、第一照明具13、第二照明具14にそれぞれ2個ずつ、合計4個配備されている光源(第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14b)は、仰角軸17の仰角C(図4)と同一角度の仰角で、支持フレーム22によって形成される仰角平面と平行に延びる平面上に配備されている。そこで、仰角Cを調整することによって、第一照明具13、第二照明具14の各光源(第一照明具第一照明源13a、等)が配備される、仰角軸17の仰角C(図4)と同一角度の仰角で支持フレーム22によって形成される仰角平面と平行に延びる平面の仰角Cを前述した角度範囲で任意に調整できる。
二つ目の軸は、仰角平面を形成する支持フレーム22に直交する中心軸19(図4)である。この中心軸19を中心として第一照明具13を矢印33a方向あるいは33b方向(図3、図6(a)、(b))に回動させ、また、第二照明具14を矢印33a´方向あるいは33b´方向(図3、図6(a))に回動させる。こうして、図4、図6(c)に符号Bで示す角度を前述した角度範囲で調整できる。
三つ目の軸は仰角軸17である。この軸を中心として、支持体6の最も先端に配備されている第一照明ハウジング7と、最先端側から基端側に向かって二番目に配備されている第二照明ハウジング8の内部にそれぞれ配備されている第一照明具13及び第二照明具14から照射される光の光軸を矢印30(図4)で示すように回動させて、図4に符号Aで示す角度を前述した角度範囲で調整することができる。より具体的には、第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bのそれぞれから照射される光の光軸を矢印30(図4)で示すように回動させて、図4に符号Aで示す角度を前述した角度範囲で調整することができる。
これによって、上下方向(すなわち、鉛直方向)に延びる支柱2に基端4が取り付けられていて、仰角Cを任意に調整可能な支持体6の長手方向に複数配備されている第一照明具13、第二照明具14を構成する第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bのそれぞれから照射される光の光軸を、符合A(図4)で示す方向の回転により、細かく調整、制御することができる。
更に、前述したように、上下方向に延びる支柱2に対して照明装置1を矢印11(図4)方向に角度Dの前述した範囲で傾けさせることができる。
こうして、本発明の照明装置1が街路灯としてどのような道路に設置される場合であっても、道なりの照明を可能にし、光の必要な箇所へ効果的に配光することができる。
次に、図5、図9、図10を参照して、本願発明の特徴の一つである複眼レンズ構造について説明する。
第一照明具13、第二照明具14における光源ハウジング49は、いずれも、その前方側(図10中、左側)に平坦面50a、50bを備えている。
平坦面50a、50bは、第一照明具13等の光源である照明源(第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14b)用に配備されているものである。
そこで、平坦面50a、50bは、それぞれ、光源ハウジング49のホルダ側壁28a、28bに対して矢印30(図5)で示すように回転運動可能に取り付けられていることになる。
この平坦面50a、50bの上側(図10中、左側の面)にアルミニウム製の枠体であるベゼル43によって、LEDアルミニウム絶縁基板46、固定枠44で固定されたレンズ体41が図10に示すように順に装着される。
LEDアルミニウム絶縁基板46上に配備される発光手段としてのLEDは複数個配備される。図示の実施形態では、一つの照明源(第一照明具第一照明源13a、等)に対して、それぞれ、5個のLED47a、47b、47c、47d、47eが配備されている。
レンズ体41には、図9、図10図示のように、各LED47a〜47eからの光の光路に、LED47a〜47eの数に対応する数のレンズ42a、42b、42c、42d、42eが、各LED47a〜47eに対応して配備されている。
この複数のレンズ42a〜42eは、複数個のLED47a〜47eからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具(第一照明具13、第二照明具14)から放出されるように所定の角度を有している。
指向性があるものの、光の出力、光の出る角度が種々であるLEDを発光手段として使用しているにもかかわらず、複数のレンズ42a、42b、42c、42d、42eを前述した所定の角度で配備することによって、光が出て行く角度を任意に制御し、光の進行方向を絞り、目的とする方向、領域への効率的な配光を行えるようにしたものである。
これによって、前述したように本発明の照明装置1では、照明具からの光が進行する方向を3つの軸の周りに回動させて任意に調整できることに加えて、各照明具(第一照明具13、第二照明具14)から放出される光を絞り、不要なエリアに対して光が照射されることを防止し、照明装置1から漏れる光をコントロールして、任意のエリアに対して効率的に照射し、照度効率を上げることができる。
なお、図示していないが、第三照明具15における光源ハウジングも基本的に、前述した第一照明具13用の光源ハウジング49と同一の構造になっている。すなわち、一つの照明源(第三照明具第一照明源15a、第三照明具第二照明源15b)に対して、それぞれ、5個のLED47a、47b、47c、47d、47eが配備され、レンズ体41には、各LED47a〜47eからの光の光路に、LED47a〜47eの数に対応する数のレンズ42a、42b、42c、42d、42eが、各LED47a〜47eに対応して配備されている。そして、この複数のレンズ42a〜42eは、複数個のLED47a〜47eからの光が所定の方向に向けて絞られて第三照明具15から放出されるように所定の角度を有している。
ただし、第三照明具15における光源ハウジングは、支持フレーム22の下側から固定的に支持フレーム22に取り付けられ、符号A、Bで示す方向の回転運動を行わない。そこで、平坦面50a、50bに相当する分が光源ハウジング49のホルダ側壁28a、28bに対して回転運動せず、また、第三照明具15が符号Bで示す回転運動を行うことがないように支持フレーム22に対して固定的に支持フレーム22に取り付けられる点が、前述した第一照明具13、第二照明具14と相違している。
前記において、LED47a〜47eとしては、高輝度LEDを使用することにより、一層、効率的に照射し、照度効率を上げることができる。
従来のLEDを利用した照明装置の場合、LEDの出力が大きくないので、大量のLEDによる面光源で光量を確保することが一般的であった。このため、光軸点はなく、光源の回転などで照射する方向を制御していた。また、光を集光させる技術も採用されていなかった。
本発明においては、高輝度LEDを使用し、なおかつ、前述したように、光源を符号A、B、C、Dで示す角度領域で回転させて光軸の方向を細かく制御し、更に、レンズ42a〜42eによって複数個のLED47a〜47eからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具から放出されるようにレンズ42a〜42eに所定の角度を備えさせている。これによって、光を漏らすことなく、所定の場所に光を集め、道なりの照明を行うことができるようにしたものである。
1個のLEDあたり1.2Wを使用するようにした場合、前述したように5個のLED47a〜47eを採用すると合計6Wとなる。
次に、図14(a)〜図16を参照して、LEDを発光手段として使用しているにもかかわらず、光が出て行く角度を任意に制御し、光の進行方向を絞り、目的とする方向、領域への効率的な配光を行えるようにする機構の一例について更に詳しく説明する。
なお、図9、図10を用いて説明した複眼レンズ構造と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。
図14(a)、(b)に示すように、各LED47a〜47eに対応してレンズ体41に配備されているレンズ42a、42b、42c、42d、42eは、いずれも、レンズ体41の光が照射されていく側に形成されているフレネルレンズ(第一のフレネルレンズ)である。フレネルレンズからなるレンズ42a〜42eはいずれも同一の照射角度を有している。
また、符号60で示されている、レンズ体41におけるフレネルレンズからなる複数のレンズ42a〜42eの間の領域も、レンズ42a〜42eと同一の照射角度を有するフレネルレンズ(第二のフレネルレンズ)となっている。
このように、レンズ体41の光が照射されていく側に、第一のフレネルレンズからなるレンズ42a〜42e及び、レンズ42a〜42eの間の領域に符号60で示されている第二のフレネルレンズをそれぞれ形成し、レンズ体41の全面をフレンネル構造にしている。そして、第一のフレネルレンズ、第二のフレネルレンズはいずれも等しい照射角度を有している。そこで、さまざまな角度から入射した迷光はレンズ体41を介して照射角度が修正される。これによって、光が出て行く角度を制御し、光の進行方向を絞り、目的とする方向、領域へ効率的に配光することができる。
なお、LED47a〜47eとして高輝度LEDを使用する場合、これは点光源であるのでグレアとなる。そこで、グレア対策として、レンズ体41の裏面41a(すなわち、レンズ体41のLED47a〜47eに向かう側の面。図14(b)中、下側の面)にはマット加工(スリガラス状の加工)を行なっておくことが望ましい。
図14(b)図示の実施形態では、図10において符号44で説明されていた固定枠は、取り付け、取り外し可能な焦点調整リング62になっている。ベゼル43を締め付け固定しているネジを緩め、焦点調整リング62を高さの異なる他の焦点調整リングに交換することができる。これによって、LED47a〜47eとレンズ体41の裏面41aとの間の距離を調整し、焦点を調整することが可能になっている。
アルミニウム絶縁基板46の上面(図14(b)中、上側の面)は白色塗装された白色塗装面61になっており、LED47a〜47eは、白色塗装されているアルミニウム絶縁基板46上に配置されている。
レンズ体41のLED47a〜47eに向かう側の面(図14(b)中、下側の面)と、白色塗装されているアルミニウム絶縁基板46の表面との間の空間部を囲む焦点調整リング62の内周は、白色塗装された白色塗装面63になっている。
以下、LED47a〜47eとして放射角120度の高輝度LEDを使用した場合について説明する。
放射角120度の高輝度LEDの場合、図16図示のように、正面方向0度で相対照明度1.0(a.u.)、正面方向30度で相対照明度0.87(a.u.)、正面方向60度で相対照明度0.5(a.u.)となる。なお、正面方向70度で相対照明度0.3(a.u.)、正面方向80度で相対照明度0.1(a.u.)である。そこで、迷光をできるだけ防止し、効率よく利用するために、正面方向60度〜90度の領域で適切な対応を採ることが望ましい。
すなわち、LED47a〜47eから発生せられる光のうち放射角120度を越える光はレンズ体41方向に発せられる光とは無関係な迷光になる。しかし、アルミニウム絶縁基板46の上面が白色塗装面61、焦点調整リング62の内周が白色塗装面63になっていることから、このような迷光も、レンズ体41方向に向けて反射される。
LED47a〜47eからの直接光はLED47a〜47eに対応してそれぞれ配備されているフレネルレンズからなるレンズ42a〜42eによって照射方向が調整される。図15において符号64a、64c、64dで示す部分が、LED47a、47c、47dからの直接光になる。
各LED47a〜47eに対応して配備されているレンズ42a〜42eがいずれも同一の照射角度を有するフレネルレンズになっていることから、実装されている全てのLED47a〜47eに対しても常に同じ角度で照射できるようになっている。
レンズ体41の裏面41aで一部反射した光が図15に矢印65a、65b、65cで示すように迷光となる。この迷光は、白色塗装面61、白色塗装面63によって反射され、図14に符号60で示されているレンズ42a〜42eと同一の照射角度を有するフレネルレンズレンズを透過して図15図示のように、LED47a、47c、47dからの直接光の領域に含まれるようになる。
図示の実施形態では、図15において符号66で示されているハッチング部分がLED47a〜47eからの放射角が120度を越えている光になる。この光は、レンズ42a〜42eの集光範囲外であるため迷光となる。しかし、わずかな量(約2.2%)に抑えられている。
前記では5個のLED47a〜47eを採用していたが、使用するLEDの数を変更して照度を変更することができる。LEDアルミニウム絶縁基板46上にLEDの実装が行われない個所では半田などによる短絡処理によって実装するLEDの数を調整する。
なお、実装するLEDの数を変更することによって光量が変化し、照度に変動が生じるが、前述したように、レンズ体41に、各LEDからの光の光路に、LEDの数に対応する数のレンズが、各LEDに対応して配備され、この複数のレンズは、複数個のLEDからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具(第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15)から放出されるように所定の角度を有しているので、照射角度は常に所定の角度に維持される。
図11は、本発明の照明装置1における放熱機構の一例を説明するものである。
各照明源(第一照明具第一照明源13a、等)におけるLED47a〜47dが高熱になることに備えて、熱をLEDアルミニウム絶縁基板46を介して放熱できるようにしている。
LEDアルミニウム絶縁基板46の熱は、図11図示のように、光源ハウジング49を介して、矢印55、56、57のように伝動させ、アルミニウム製の熱拡散板20の溝20aから矢印58のように放熱させる。
なお、図示の実施形態では、熱拡散板20は長手方向に延びる溝20aを放熱用に備えているが、このような溝に限られず、放熱用の透孔を設けるようにすることもできる。
照明装置1の電源は取付箱51(図7、図8)内に配備することができる。ここに商用電源AC100Vを入力させ、電源回路を用いて第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15のLED47a、等の電源とする。取付箱51内に収容されている電源から第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15のLED47a、等へのLED用電源線はゴムパッキン等によって水密性を確保しつつ接続を図る。
なお、熱拡散板20の上部に受光素子10(図2)を配備し、受光素子10で感知する明暗に応じて照明装置1を自動点滅させることもできる。受光素子10で感知した明度を、受光素子10からゴムパッキン等によって水密性を確保して取付箱51内に接続している不図示の信号線を介して入力する。そして、所定の明度以下になった時点で電源から第一照明具13、等のLED47a、等に電源入力が行われるようにして自動的に点灯させるものである。
次に、本発明の照明装置1によって、道なりの照明を可能にし、照明装置1から漏れる光をコントロールして光の必要な箇所へ効果的に配光できるよう、6個の光源(第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14b、第三照明具第一照明源15a、第三照明具第二照明源15b)からの光の光軸方向を任意に調整する工程について説明する。
本発明の照明装置1においては、第三照明ハウジング9に配備される第三照明具15は、照明装置1が取り付けられている支柱2の直下及びその近傍である近距離の路面を光照射する近距離用照明になる。
この第三照明具15の光源(第三照明具第一照明源15aと第三照明具第二照明源15b)は、仰角軸17の仰角C(図4)と同一角度の仰角で、支持フレーム22によって形成される仰角平面と平行に延びる平面上において、支持体6に固定的に取り付けられている。そこで、支持体6が矢印5で示すように回動することによって位置調整され、光源(第三照明具第一照明源15aと第三照明具第二照明源15b)から発する光の光軸方向を調整できる。
また、前述したように、上下方向に延びる支柱2に対して照明装置1が矢印11(図4)方向に角度Dの範囲で傾くことにより、光源(第三照明具第一照明源15aと第三照明具第二照明源15b)から発する光の光軸方向を調整できる。
一方、第一照明ハウジング7の第一照明具13及び、第二照明ハウジング8の第二照明具14においては、支持体6の先端3側に位置する第一照明具第一照明源13a、第二照明具第一照明源14aが、支柱2から遠く離れている遠距離の路面を光照射する遠距離用照明になる。
また、第一照明ハウジング7の第一照明具13及び、第二照明ハウジング8の第二照明具14において、支持体6の基端4側に位置する第一照明具第二照明源13b、第二照明具第二照明源14bが、前述した近距離用照明と、遠距離用照明とによって光照射される領域の中間部分にあたる、支柱2からの距離が中間になる中間距離の路面を光照射する中間距離用照明になる。
遠距離用照明の光源(第一照明具第一照明源13a、第二照明具第一照明源14a)、中間距離用照明の光源(第一照明具第二照明源13b、第二照明具第二照明源14b)はいずれも前述した符号A、B、C、Dで表す動きにより、これらの光源から発する光の光軸方向を調整できる。
第一照明具13、第二照明具14にそれぞれ2個ある光源の一方を遠距離用照明、他方を中間距離用照明としたのは、例えば、図12(a)図示のように、道路100に本発明の照明装置1が取り付けられている支柱2が設置されている場合、第一照明具13の第一照明具第一照明源13aによる照明が符号103a、第一照明具第二照明源13bによる照明が符号102a、第二照明具14の第二照明具第一照明源14aによる照明が符号103b、第二照明具第二照明源14bによる照明が符号102bで示されるように照明装置1の図12(a)中左右に照射することを考慮したものである。
符号103a、102aで示される一の方向を照射する第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13bは、それぞれが、符号Aで示される照射角度調整を受けると同時に、第一照明具13として両者が一体になって、符号B、C、Dで示される角度調整を受けることになる。
また、符号103b、102bで示される他の方向を照射する第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bも、それぞれが、符号Aで示される照射角度調整を受けると同時に、第二照明具14として両者が一体になって、符号B、C、Dで示される角度調整を受けることになる。
第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bのそれぞれについて符号Aで示される照射角度調整を行うことにより、遠距離、中間距離のそれぞれにおいて最適な光照射を行わせることができる。
なお、第三照明具15の第三照明具第一照明源15a、第三照明具第二照明源15bによって、図12(a)に符号101a、101bで示す支柱2の直下及びその近傍である近距離の路面が光照射される。
本発明の照明装置1においては、以上に説明したように、近距離用照明である第三照明具15と、遠距離用照明と中間距離用照明とを対にして備えている第一照明具13、第二照明具14とを少なくとも備えている必要がある。
図示の実施形態では、第三照明具15は、支持体6の最も基端4に近い側に配置されて、符号C、Dで表わす角度調整による光軸方向調整可能である。
そして、第一照明具13、第二照明具14は、各光源(第一照明具第一照明源13a及び第一照明具第二照明源13bと、第二照明具第一照明源14a及び第二照明具第二照明源14b)が符号Aで表わす角度調整による光軸方向調整可能であると同時に、各光源が一体となった第一照明具13、第二照明具14として符号B、C、Dで表わす角度調整による光軸方向調整可能である。
これによって道なりの照明を可能にしている。
特に、遠距離用照明の光源(第一照明具第一照明源13a)と中間距離用照明の光源(第一照明具第二照明源13b)とが組み合わされている第一照明具13を一体にして符号B、C、Dで表わす角度調整すると共に、第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13bのそれぞれを符号Aで表わす角度調整することにより、道なりの照明を可能にしている。
また、遠距離用照明の光源(第二照明具第一照明源14a)と中間距離用照明の光源(第二照明具第二照明源14b)とが組み合わされている第二照明具14を一体にして符号B、C、Dで表わす角度調整すると共に、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bのそれぞれを符号Aで表わす角度調整することにより、道なりの照明を可能にしている。
なお、本発明の照明装置1では、前述したように、各光源(第一照明具第一照明源13a、等)のレンズ体41に配備されている複数のレンズ42a〜42eは、複数個のLED47a〜47eからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具(第一照明具13、第二照明具14、第三照明具15)から放出されるように所定の角度を有している。
前述したように、第三照明具15の光源(第三照明具第一照明源15a、第三照明具第二照明源15b)は近距離用照明であり、第三照明具第一照明源15a、第三照明具第二照明源15bのレンズ体41に配備されている複数のレンズ42a〜42eは広角の度数とする。
中間距離用照明用の光源である第一照明具第二照明源13b、第二照明具第二照明源14bのレンズ体41に配備されている複数のレンズ42a〜42eも広角の度数とする。
さらに、遠距離用照明の光源である第一照明具第一照明源13a、第二照明具第一照明源14aのレンズ体41に配備されている複数のレンズ42a〜42eも広角の度数とする。
前述したように、各光源(第一照明具第一照明源13a、等)におけるレンズ体41に配備されている複数のレンズ42a〜42eは、複数個のLED47a〜47eからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具(第一照明具13、等)から放出されるように所定の角度を有している。所定の角度を有するとは、近距離用照明用、中間距離用照明用、遠距離用照明用に応じてレンズが好ましい広角の度数を有することである。
図12(a)〜図13(d)は、種々の形状の道路100に支柱2が設置され、この支柱2の地上4.5mの高さに本発明の照明装置1が設置されている場合の光の照射状態を説明するものである。各図において符号101a、101bで表わされている領域が近距離用照明によって光照射されている領域、符号102a、102bで表わされている領域が中間距離用照明によって光照射されている領域、符号103a、103bで表わされている領域が遠距離用照明によって光照射されている領域である。
図12(a)は直線状の道路の場合である。
図12(b)は曲線状の最も湾曲している部分における外側、図12(c)はL字状にまがっている部分における外側にそれぞれ支柱2が配置されているものである。第一照明具13、第二照明具14についてそれぞれ符号Bで示す角度調整を行うと共に、第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第一照明源14bについてそれぞれ符号Aで示す角度調整を行う。
符号Bで示す角度調整は、支柱2に取り付けられている照明装置1の支持体6からカバーフレーム24を取り外し、第一照明具13、あるいは第二照明具14の保持フレーム23、23をそれぞれ下側から手で持って、図6(a)、(b)に矢印33a、33b、矢印33a´、33b´で示す方向に回転させておこなう。
また、支持フレーム22を支持体6から取り外し、光源ハウジング49が上側から装着されている保持フレーム23の上側面に下端が固定されているネジ32a、32b、32c、32dの上端を、支持フレーム22のネジ溝31a、31b、31c、31d内で矢印33a方向、あるいは33b方向に移動させるようにして角度Bを調整することもできる。
符号Aで示す角度調整は、カバーフレーム24を取り外し、第一照明具13、あるいは第二照明具14の光源ハウジング49のホルダ側壁28a、28bのネジ29を緩めて行い、所定の角度に回転させたのち、ネジ29を締め付けて固定する。
図12(d)は直線の行き止まり道路、図12(e)は直線の登り及び下り勾配道路(勾配10度)における照明の状態を説明するものである。主に、符号Cで示す角度調整を行う。符号Cで示す角度調整により、図7図示のように、路面40に対する正面方向の勾配がある場合に最適な角度調整を行うことができる。
角度Cの調整は、支柱2に取り付けられている照明装置1の支持体6の先端を矢印5で示すように所定の角度に回転させて行う。
図12(f)は、図において左勾配10度(坂で勾配が大きい箇所)における照明の状態を説明するものである。主に、符号Dで示す角度調整を行う。符号Dで示す角度調整を行うことにより、図8(c)図示のように、照明装置1が取り付けられている支柱2が設置されている路面40の左右方向の勾配に対し最適な角度を調整することができる。
角度Dの調整は、支柱2に取り付けられている照明装置1の支持体6の取付箱51を、取付腕52に対して回転させて行う。あるいは不図示のアタッチメントを取付箱51と取付腕52との間に取り付けて行う。
図13(a)は、図12(f)よりも更に図において左勾配が大きくなっている(左勾配30度)(階段などの更に勾配が大きい箇所)における照明の状態を説明するものである。主に、符号Dで示す傾き角度を図12(f)の場合よりもさらに大きくする。
図13(b)はS字道路に取り付けられた場合を説明するものであり、符号Cで示す角度調整だけでなく、第一照明具13、第二照明具14についてそれぞれ符号Bで示す角度調整を行うと共に、第一照明具第一照明源13a、第一照明具第二照明源13b、第二照明具第一照明源14a、第二照明具第二照明源14bについてそれぞれ符号Aで示す角度調整を行う。
図13(c)はある程度の広がりを持つ領域(例えば、構内)の縦方向(図において上下方向)を照明する場合、図13(d)はある程度の広がりを持つ領域(例えば、構内)の横方向(図において左右方向)を照明する場合である。
いずれの場合であっても、道なりに、必要とされる領域を照明できる。
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態、実施例を説明したが、本発明は前述した実施形態、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
例えば、商用電源AC100Vからのサージ(雷、開閉)を吸収する機能を設けるようにすることもできる。
1 照明装置
2 支柱
3 先端
4 基端
6 支持体
7 第一照明ハウジング
8 第二照明ハウジング
9 第三照明ハウジング
13 第一照明具
14 第二照明具
15 第三照明具
13a 第一照明具第一照明源
13b 第一照明具第二照明源
14a 第二照明具第一照明源
14b 第二照明具第二照明源
15a 第三照明具第一照明源
15b 第三照明具第二照明源
17 仰角軸
19 支持フレーム(仰角平面)に直交する中心軸
20 熱拡散板
21 支持リング
22 支持フレーム(仰角平面)
23 保持フレーム
24 カバーフレーム
25、26、27 透明カバー
28a、28b 光源ハウジングのホルダ側壁
41 レンズ体
42a、42b、42c、42d、42e レンズ(第一のフレネルレンズ)
49 光源ハウジング
60 第二のフレネルレンズ
61 白色塗装面
62 焦点調整リング
63 白色塗装面

Claims (5)

  1. 基端から先端に向かって長手方向に延びる仰角軸を含んでいて当該仰角軸と平行に延びる仰角平面を有する支持体が、上下方向に延びる支柱に対して基端を中心として先端が上下方向に旋回可能に取り付けられ、
    前記支持体の長手方向に、内部にそれぞれ照明手段を備えている照明ハウジングが複数個配備されている
    照明装置であって、
    前記複数個の照明ハウジング中、最も先端に配備されている第一照明ハウジングと、最先端側から基端側に向かって二番目に配備されている第二照明ハウジングの内部にそれぞれ配備されている照明手段である第一照明具と、第二照明具とは、
    前記仰角平面に直交する中心軸を中心として回動できるように前記支持体に対してそれぞれ回動可能に配備されていると共に、
    当該第一照明具及び第二照明具から照射される光の光軸を、前記仰角軸を中心として回動できるように前記支持体に対してそれぞれ回動可能に配備されている
    ことを特徴とする照明装置。
  2. 前記第一照明具及び第二照明具は、光を照射する複数の照明源をそれぞれ備えており、各照明源から照射される光の光軸を、前記仰角軸を中心として回動できるように各照明源が前記支持体に対してそれぞれ回動可能に配備されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 前記複数個の照明ハウジング内にそれぞれ配備されている照明手段である照明具の光を照射する照明源は、それぞれ、複数個のLEDからなる発光手段を備えており、当該複数個のLEDからの光の光路に当該LEDの数に対応する複数のレンズが各LEDに対応して配備されており、前記複数のレンズは前記複数個のLEDからの光が所定の方向に向けて絞られて各照明具から放出されるように所定の角度を有していることを特徴とする請求項1又は2記載の照明装置。
  4. 前記複数のレンズは、レンズ体の光が照射されていく側に形成されていてそれぞれ同一の照射角度を有する複数の第一のフレネルレンズからなり、当該レンズ体における前記第一のフレネルレンズからなる前記複数のレンズの間の領域は前記第一のフレネルレンズと同一の照射角度を有する第二のフレネルレンズに形成されていることを特徴とする請求項3記載の照明装置。
  5. 前記複数個のLEDは表面が白色塗装されている絶縁基板上に配置されており、前記レンズ体の前記複数個のLEDに向かう側の面と、当該絶縁基板の表面との間の空間部をリング体が囲み、当該リング体の内周が白色塗装されていることを特徴とする請求項4記載の照明装置。
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