JP2012079599A - 反射鏡、ｌｅｄモジュール、及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤにより比較的広い範囲を照明可能にする。
【解決手段】
ＬＥＤ１１を設けたＬＥＤ基板１３に設けられる反射鏡１２であって、前記ＬＥＤ１１の光軸Ｋの方向に開放する第１開放部１６と、前記光軸Ｋと略直交する方向に開放する第２開放部１８とを有する略コの字状に形成され、前記ＬＥＤ１１の周囲を囲む内周面に反射面１７が設けられ、前記第１及び第２開放部１６、１８から前記ＬＥＤ１１の直射光及び反射光を照射する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤをＬＥＤ基板に設けたＬＥＤモジュールの反射鏡、ＬＥＤモジュール、及び照明器具に関する。

近年、照明の分野では、ランプに代えてＬＥＤを光源に採用することが広く行われている。特に、ＬＥＤの高出力化に伴い、光源にＬＥＤを備える照明器具は多岐にわたり、室内用の照明器具のみならず、道路灯や防犯灯等の比較的広範囲を照射する屋外用の照明器具の光源にも採用されている。このような広範囲を照射する照明器具にあっては、光源にＬＥＤを採用する場合、照射エリアを複数のエリアに分け、１又は複数のＬＥＤをエリアごとに設けて光源が構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−５９００５号公報

しかしながら、ＬＥＤのそれぞれを、対応するエリアに光を指向させるように傾き等を調整しながら組み付けて光源を構成する必要があり、ＬＥＤの組み付け作業が繁雑である、という問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、比較的広い範囲を照明する照明器具の光源にＬＥＤを用いた場合に好適な反射鏡、ＬＥＤモジュール、及び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、本発明は、ＬＥＤを設けたＬＥＤ基板に設けられる反射鏡であって、前記ＬＥＤの光軸方向に開放する第１開放部と、前記光軸と略直交する方向に開放する第２開放部とを有する略コの字状に形成され、前記ＬＥＤの周囲を囲む内周面に反射面が設けられ、前記第１及び第２開放部から前記ＬＥＤの直射光及び反射光を照射することを特徴とする。

また本発明は、上記反射鏡において、前記直射光及び前記反射光により一つの照射エリアを形成し、当該照射エリアの拡がりを前記第１及び第２開放部の開放幅により規制したことを特徴とする。

また本発明は、上記反射鏡において、前記内周面の反射面には、前記ＬＥＤ側、及び前記第１開放部側のそれぞれに異なる反射エリアが設けられ、前記ＬＥＤ側の反射エリアの反射光で最遠方を照射し、当該反射光の照射エリアよりも手前側を前記第１開放部側の反射エリアの反射光で照射することを特徴とする。

また上記目的を達成するために、本発明は、ＬＥＤを設けたＬＥＤ基板と、上記に記載の反射鏡とを備え、前記ＬＥＤ及び前記反射鏡の対を、照射エリアが重なるように前記ＬＥＤ基板上に複数連設したことを特徴とするＬＥＤモジュールを提供する。

また上記目的を達成するために、本発明は、上記に記載のＬＥＤモジュールを少なくとも１対以上備え、各対のＬＥＤモジュールを、前記反射鏡の第２開放部が互いに反対方向を向くように背中合わせに設けたことを特徴とする照明器具を提供する。

本発明によれば、ＬＥＤの光軸方向に開放する第１開放部と、光軸と略直交する方向に開放する第２開放部とを有する略コの字状に形成され、ＬＥＤの周囲を囲む内周面に反射面が設けられ、第１及び第２開放部からＬＥＤの直射光及び反射光を照射する反射鏡としたため、第１及び第２開放部のそれぞれから照射されるＬＥＤの直射光及び反射光により、１つの照射エリアを広範囲に形成することができる。

本発明の実施形態に係る防犯灯の構成を示す図であり、（Ａ）は防犯灯の断面図、（Ｂ）は防犯灯の底面図を示す。 ＬＥＤモジュールの構成を示す図であり、（Ａ）はＬＥＤモジュールの平面図、（Ｂ）はＬＥＤモジュールの側面図である。 ＬＥＤモジュールの斜視図であり、（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ反射鏡の内周面を異なる方向からみた図である。 防犯灯の配光の説明図である。 単位ＬＥＤ対の構成を示す図であり、（Ａ）は単位ＬＥＤ対の第２開放部を臨む正面図、（Ｂ）は単位ＬＥＤ対の斜視図である。 反射面に設けた各反射エリアに当たる光の割合と、路面における目標照射エリアの対応を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る防犯灯１の構成を示す図であり、図１（Ａ）は防犯灯１の断面図、図１（Ｂ）は防犯灯１の底面図を示す。
防犯灯１は、防犯を目的として街路を既定の明るさで照明するものであり、路面に延出して設置される器具本体２を備えている。本実施形態の器具本体２は、路面側の先端２Ａから後端２Ｂに延びた底面視略矩形の薄板状に形成されている。後端２Ｂには、例えば電柱等に固定された締結具（図示せず）に器具本体２を固定するための固定金具３が設けられている。

器具本体２は、底面の全面が照射開口８として開口し、照射開口８を覆う樹脂製のフラットなカバー４を備えている。また、器具本体２の照射開口８には、矩形板状の光源設置板５が設けられており、光源設置板５の面上に複数のＬＥＤモジュール１０が組み付けられて光源部６が構成されている。光源設置板５と器具本体２の間のスペースには、ＬＥＤモジュール１０を点灯するための電源や点灯回路等の回路部品７が配設されている。
上記光源設置板５は、図１（Ａ）に示すように、照射開口８と略面一に設けられることで、当該光源設置板５に組み付けられたＬＥＤモジュール１０が器具本体２の外に配置され、これにより、ＬＥＤモジュール１０の光が器具本体２の側面等に遮蔽されることなく器具効率が向上する。
光源部６は、街路における器具本体２の直下（正面側を含む）とともに、器具本体２の両側方向に相当する街路の交通方向に延びた広いエリアを照明する配光を有して構成されている。具体的には、光源部６は、交通方向の２方向のそれぞれに、その方向を照らす上記ＬＥＤモジュール１０を有している。

図２は、ＬＥＤモジュール１０の構成を示す図であり、図２（Ａ）はＬＥＤモジュール１０の平面図、図２（Ｂ）はＬＥＤモジュール１０の側面図である。また図３は、ＬＥＤモジュール１０の斜視図であり、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、反射鏡１２の内周面をそれぞれ異なる方向からみた図である。
これらの図に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、複数（図示例では５個）のＬＥＤ１１を矩形板状のＬＥＤ基板１３に一列に配列し、各ＬＥＤ１１の反射鏡１２を一体に形成した反射ブロック体１４を設けてバー状に構成したものであり、ＬＥＤ基板１３の両端で光源設置板５の板面にネジ止めして組み付けられる。このネジ止め時のネジ１５は、図２に示すように、ＬＥＤ基板１３及び反射ブロック体１４を貫通し、これらを締結して光源設置板５に固定される。

ＬＥＤ１１は、白色光を放射するＬＥＤであり、光軸ＫをＬＥＤ基板１３の基板面に対して略垂直に向けて実装されている。上述の通り、複数のＬＥＤ１１がＬＥＤ基板１３に一列に配列されており、それぞれに、反射鏡１２が設けられている。各反射鏡１２は共に同一形状を成し、ＬＥＤ１１及び反射鏡１２の対から成る配光は、どの対で同じものとなっている。そして、これらＬＥＤ１１及び反射鏡１２の対は、それぞれの照射エリアが互いに重なるように十分に狭い間隔でＬＥＤ基板１３に設けられている。
すなわち、このＬＥＤモジュール１０によれば、当該ＬＥＤモジュール１０が照射する照射エリア全体を１対のＬＥＤ１１及び反射鏡１２が照射することから、１つの照射エリアを複数のエリアに分けて各エリアを個別のＬＥＤで照射する従来の構成に比べ、照射エリアの配光を適正にするために各ＬＥＤを調整する必要がなく組み付けが容易なものとなる。

また、ＬＥＤ１１及び反射鏡１２の対のそれぞれは、照射エリアが互いに重なるように十分に狭い間隔で配列されているため、１つのＬＥＤモジュール１０における対の数を増減させ、或いは、ＬＥＤモジュール１０を直列に配列することで照射エリアの照度を調整することができ、用途に応じた光量のＬＥＤモジュール１０を簡単に構成できる。

本実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、街路の交通方向の片方向を、２本のＬＥＤモジュール１０を直列に配列して照射することとし、これら直列配置した２本のＬＥＤモジュール１０を、後述する反射鏡１２の第２開放部１８が互いに反対方向を向くように背中合わせに１組配置して、街路の交通方向の両方向を照明する光源部６が構成されている。

図４は、防犯灯１の配光の説明図である。
防犯灯１は、図４に示すように、５メートル幅の街路の路面３０から高さ４．５メートルの位置に配置され、１つのＬＥＤモジュール１０により、直下から路面３０の交通方向Ｄの一方向に沿って２０ｍ先に亘る路面全体のエリアを照射するものである。上述の通り、光源部６には、ＬＥＤモジュール１０が背中合わせに配置されることにより、路面３０の交通方向Ｄの両方向のそれぞれの２０ｍ先までが照射されることとなる。
ＬＥＤモジュール１０にあっては、１組のＬＥＤ１１及び反射鏡１２の対が、上述の通り、このＬＥＤモジュール１０の配光と同様な配光を有しており、直下から交通方向Ｄの一方向に沿って２０ｍ先に亘る路面全体のエリアを、単体で照射可能に構成されている。
なお、以下の説明では、ＬＥＤ１１及び反射鏡１２の対を「単位ＬＥＤ対」と称して符号２０を付すこととする。

単位ＬＥＤ対２０は、路面３０の一方向に沿った広いエリアを単体で照射すべく、直射光で直下を照射するとともに、反射鏡１２により、路面３０の交通方向Ｄの遠方（２０ｍ先）を照射することとしている。
すなわち、図２に示すように、反射鏡１２は、平面視略コの字状に形成されており、ＬＥＤ１１の周囲を囲むように配置されている。換言すれば、反射鏡１２は、ＬＥＤ１１の光軸Ｋの方向に開放して主として直射光を通す第１開放部１６と、光軸Ｋと略直交する方向に開放して主として反射光を通す第２開放部１８とを有する略コの字状に形成され、またＬＥＤ１１の周囲を囲む内周面に反射面１７が設けられている。そして、かかる構成により、第１及び第２開放部１６、１８のそれぞれからＬＥＤ１１の直射光及び反射光が照射され、１つの照射エリアを形成する。このとき反射面１７は、主として第２開放部１８から路面３０の幅方向に拡がりながら交通方向Ｄに向かう反射光を形成する。

具体的には、図４（Ｂ）に示すように、単位ＬＥＤ対２０が路面３０から４．５メートルの高さに配置された場合に、第１開放部１６は、直下から路面３０の交通方向に沿って１０メートル先に亘る路面全域のエリア（「直射光照射エリアＲａ」と言う）を照射するように開口し、また、反射面１７は、図４（Ｂ）に示すように、少なくとも直射光照射エリアＲａに隣接し交通方向に沿って２０メートル先までのエリア（「反射光照射エリアＲｂ」と言う）を反射光で照射するように形成されている。
これにより、直射光照射エリアＲａから反射光照射エリアＲｂに亘って連続的に広いエリアが単位ＬＥＤ対２０で照射されることとなる。

ただし、反射面１７の反射光で単に反射光照射エリアＲｂを照射しただけでは、直射光照射エリアＲａと反射光照射エリアＲｂの間の照度ムラが顕著に生じる。そこで、本実施形態では、直射光と反射光との光量比、すなわち反射面１７で反射する光の割合を、ＬＥＤ１１の放射光の７０％程度にするとともに、この反射光の一部で直射光照射エリアＲａを照射することで照射エリア全体の照度ムラを抑制することとしている。

図５は単位ＬＥＤ対２０の構成を示す図であり、図５（Ａ）は単位ＬＥＤ対２０の第２開放部１８を臨む正面図、図５（Ｂ）は単位ＬＥＤ対２０の斜視図である。
この図に示すように、反射鏡１２の反射面１７には、７つの反射エリア（反射面）Ｗ１〜Ｗ７が設けられている。図６は、反射エリアＷ１〜Ｗ７に当たる光の割合と、路面３０における目標照射エリアの対応を示す図であり、これらの反射エリアＷ１〜Ｗ７を反射面１７に設けることで、路面３０の照射エリア全体が均一に照射される。

各反射エリアＷ１〜Ｗ７について説明すると、反射面１７には、図５（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１１と第１開放部１６の間のＬＥＤ１１側に反射エリアＷ１が設けられ、第１開放部１６側に反射エリアＷ６、Ｗ７が設けられている。また、反射面１７を第２開放部１８からみてＬＥＤ１１の側方に位置する箇所には反射エリアＷ３が設けられている。
反射エリアＷ１は、ＬＥＤ１１の周囲を囲む回転放物面状を成し、上記反射光照射エリアＲｂ、及び、当該反射光照射エリアＲｂから交通方向に沿って手前側、すなわち、直射光照射エリアＲａにおける遠方側のエリアＣの両方に跨がるエリアを照射する反射光を形成する。反射エリアＷ６、Ｗ７は、それぞれ反射光照射エリアＲｂの手前側であって直射光照射エリアＲａの遠方側であるエリアＣを照射する反射光を形成する。このうち反射エリアＷ６は、路面３０の幅方向手前側（防犯灯１の設置側）のエリアＣ１を照射する反射光を形成し、また、反射エリアＷ７及び上記反射エリアＷ３は、幅方向遠方側のエリアＣ２を照射する反射光を形成する。

このように、単位ＬＥＤ対２０が照射する照射エリアの最遠方である反射光照射エリアＲｂをＬＥＤ１１に近い側の反射エリアＷ１で照射することで、最遠方の照射に振り分ける光量を十分に確保し、残余の光量を反射光照射エリアＲｂよりも手前側のエリアＣに振り分けて直射光との照度ムラを抑えることができる。
なお、反射面１７を第２開放部１８からみて反射エリアＷ３と対向する箇所には反射エリアＷ２が設けられているが、この反射エリアＷ２の反射光は、幅方向手前側のエリアＣ１よりも更に手前側に位置する路面３０の外側Ａ１まで照射してしまう虞があるため、反射エリアＷ２の反射面は光軸Ｋと略水平に形成されて反射光量が非常に小さく成されている。

また、反射面１７には、反射エリアＷ１、反射エリアＷ６、及びＷ７の両側のそれぞれに、反射エリアＷ４、及びＷ５がそれぞれ設けられている。反射エリアＷ５は、エリアＣ、及び直射光照射エリアＲａにおけるエリアＣよりも手前側（近場）のエリアＢ（すなわち、ほぼ直射光照射エリアＲａ）を全体的に照射する反射光を形成し、また、反射エリアＷ４は、エリアＢの路面３０の幅方向手前側のエリアＢ１、及び、上記エリアＣ１を照射する反射光を形成する。

ここで、単位ＬＥＤ対２０のＬＥＤ１１は点光源と見なせるため、反射鏡１２で囲まなければ、直下で光が広範囲に拡がり、路面３０の外側Ａ１、Ａ２（図４）に漏れ光が生じてしまう。これに対して、反射鏡１２の第１開放部１６及び第２開放部１８のそれぞれの開放幅Ｅ１、Ｅ２（図２、図３参照）によって、当該開放幅Ｅ１、Ｅ２方向（路面３０の幅方向）への直射光成分がカットされ反射光として制御されるため、直下での光の拡がりが防止され、直下から交通方向Ｄの遠方に亘り一定幅で延びる照射エリアを形成することができ、路面３０の照明に用いて好適な光源が構成される。
また、単位ＬＥＤ対２０が、それ自体で路面３０の幅方向の遮光を実現しているため、器具本体２には、路面３０の外側Ａ１、Ａ２への漏れ光を防止するための遮蔽部材を別途に組み付ける必要がなく、器具本体２の組み立て作業が容易となる。

このように本実施形態によれば、ＬＥＤ１１の光軸Ｋの方向に開放する第１開放部１６と、光軸Ｋと略直交する方向に開放する第２開放部１８とを有する略コの字状に形成され、ＬＥＤ１１の周囲を囲む内周面に反射面１７が設けられ、第１及び第２開放部１６、１８からＬＥＤ１１の直射光及び反射光を照射する反射鏡としたため、第１及び第２開放部１６、１８のそれぞれから照射されるＬＥＤ１１の直射光及び反射光により、１つの照射エリアを広範囲に形成することができる。
特に、本実施形態の反射鏡１２によれば、直射光の直射光照射エリアＲａに隣接したエリア（反射光照射エリアＲｂ）を反射光で照射して、直射光照射エリアＲａから反射光照射エリアＲｂに亘って一方向（交通方向Ｄ）に連続的に延びた照射エリアを形成するため、かかる反射鏡１２を備えるＬＥＤモジュール１０を光軸Ｋが直下を照らし、反射光の照射方向が交通方向Ｄを向くように組み付けて光源部６を構成することで、路面３０の交通方向Ｄを遠方まで照射するに好適な光源部６が簡単にできる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール１０の照射エリアの拡がりを第１及び第２開放部１６、１８の開放幅Ｅ１、Ｅ２により制御して規制する構成としたため、直下から交通方向Ｄの遠方に亘り一定幅で延びる照射エリアを形成することができ、路面３０の照明に用いて好適な光源が構成される。また、器具本体２には、路面３０の外側Ａ１、Ａ２への漏れ光を防止するための遮蔽部材を別途に組み付ける必要がないため、器具本体２の組み立て作業が容易となる。

また本実施形態によれば、反射鏡１２の内周面の反射面１７には、ＬＥＤ１１側、及び第１開放部１６側に、反射エリアＷ１と、反射エリアＷ６、Ｗ７とをそれぞれ設け、反射エリアＷ１の反射光で照射エリアの最遠方である反射光照射エリアＲｂを照射し、この反射光照射エリアＲｂよりも手前側を第１開放部１６側の反射エリアＷ６、Ｗ７の反射光で照射する構成とした。これにより、ＬＥＤ１１に近い側の反射エリアＷ１で最遠方の反射光照射エリアＲｂを照射することで最遠方の照射に振り分ける光量を十分に確保し、さらに残余の光量を反射光照射エリアＲｂよりも手前側のエリアＣに振り分けて直射光との照度ムラを抑えることができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ１１及び反射鏡１２の対である単位ＬＥＤ対２０を、照射エリアが重なるようにＬＥＤ基板１３上に複数連設してＬＥＤモジュール１０を構成した。これにより、単位ＬＥＤ対２０の数を増減し、或いは複数のＬＥＤモジュール１０を直列に配列することで、配光を変えることなく、光量を簡単に調整することができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール１０を１対以上備え、各対のＬＥＤモジュール１０を反射鏡１２の第２開放部１８互いに反対方向を向くように背中合わせに配置して光源部６を構成としたため、街路や道路の路面３０のような、直線状に延びる範囲を照射する防犯灯１に好適な光源部６が簡単に構成できる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係る照明器具として防犯灯１を例示するが、本発明は、屋外或いは屋内で使用される各種の照明器具に適用可能であることは勿論である。
また、反射面１７の反射エリアＷ１〜Ｗ７の区画態様は、あくまでも一例であって、照明器具に求められる照度分布によって適宜に変更しても良い。

１ 防犯灯（照明器具）
２ 器具本体
５ 光源設置板
６ 光源部
１０ ＬＥＤモジュール
１１ ＬＥＤ
１２ 反射鏡
１３ ＬＥＤ基板
１４ 反射ブロック体
１６ 第１開放部
１７ 反射面
１８ 第２開放部
２０ 単位ＬＥＤ対
３０ 路面
Ｄ 交通方向
Ｅ 開放幅
Ｋ 光軸
Ｒａ 直射光照射エリア
Ｒｂ 反射光照射エリア
Ｗ１〜Ｗ７ 反射エリア

Claims (5)

1. ＬＥＤを設けたＬＥＤ基板に設けられる反射鏡であって、
   前記ＬＥＤの光軸方向に開放する第１開放部と、前記光軸と略直交する方向に開放する第２開放部とを有する略コの字状に形成され、前記ＬＥＤの周囲を囲む内周面に反射面が設けられ、前記第１及び第２開放部から前記ＬＥＤの直射光及び反射光を照射することを特徴とする反射鏡。
2. 前記直射光及び前記反射光により一つの照射エリアを形成し、当該照射エリアの拡がりを前記第１及び第２開放部の開放幅により規制したことを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
3. 前記内周面の反射面には、前記ＬＥＤ側、及び前記第１開放部側のそれぞれに異なる反射エリアが設けられ、前記ＬＥＤ側の反射エリアの反射光で最遠方を照射し、当該反射光の照射エリアよりも手前側を前記第１開放部側の反射エリアの反射光で照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射鏡。
4. ＬＥＤを設けたＬＥＤ基板と、請求項１乃至３のいずれかに記載の反射鏡とを備え、
   前記ＬＥＤ及び前記反射鏡の対を、照射エリアが重なるように前記ＬＥＤ基板上に複数連設したことを特徴とするＬＥＤモジュール。
5. 請求項４に記載のＬＥＤモジュールを少なくとも１対以上備え、各対のＬＥＤモジュールを、前記反射鏡の第２開放部が互いに反対方向を向くように背中合わせに設けたことを特徴とする照明器具。

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