JP2013235820A - Light distribution decentralized control type led lighting device and lighting method using the same - Google Patents

Light distribution decentralized control type led lighting device and lighting method using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting method capable of attaining illumination for securing illumination intensity required for a lighting target and being useful and restraining color unevenness.SOLUTION: A lighting method uses an LED lighting device having a plurality of LED lighting devices including light-distributing angle control lenses for controlling light in designated light-distributing angles by receiving light emitted from light sources, and microlens arrangement parts including a plurality of microlenses and dispersing light by receiving the emitted light wherein the light-distributing angles are controlled. Here, each microlens is an anisotropic microlens wherein a curvature radius R and/or a pitch P are different in a designated direction within a lens arrangement surface. The light emitted from the plurality of LED lighting devices in the LED lighting device are joined together in order to form irradiation light having a lighting zone part with a fixed width, and the irradiation light is irradiated to the lighting target surface. Thus, a lighting shape having the fixed width can be adapted to the lighting target.

Description

本発明は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いた照明技術に関する。   The present invention relates to a lighting technique using a light emitting diode (LED).

近年、LEDを光源としたLED照明装置が開発され、白熱灯及び蛍光灯といった従来の照明装置を代替する勢いでその製品化が進展している。LED照明装置は、従来高い発光効率を謳われた蛍光灯を凌ぐ低消費電力化を可能とし、また、より長寿命である。さらに、RoHS(ロース)指令(2006年、欧州連合)によって使用が制限された水銀等の特定有害物質を必要とせず、環境問題への対策上でも有利である。   In recent years, LED lighting devices using LEDs as light sources have been developed, and their commercialization is progressing at a rate to replace conventional lighting devices such as incandescent lamps and fluorescent lamps. The LED lighting device can achieve low power consumption that surpasses that of fluorescent lamps that have been required to have high luminous efficiency, and has a longer lifetime. Furthermore, there is no need for specific harmful substances such as mercury that are restricted in use by the RoHS Directive (2006, European Union), which is advantageous in terms of measures against environmental problems.

このLED照明装置では、照明対象に適した照明範囲及び照度を有する照射光を実現すべく、配光の制御が非常に重要となる。   In this LED illuminating device, it is very important to control the light distribution in order to realize illumination light having illumination range and illuminance suitable for the illumination target.

この配光特性の調整を図ったLED照明装置として、特許文献1には、柱体状の基盤の2つの配置面に、それぞれ列状に配置された第1LED及び第2LEDを備えた照明器具が開示されている。照明対象としては、とう道(通信ケーブル・送電ケーブル・ガス管等を収容し、作業用に人が立ち入れる大きさのトンネル通路)の内部空間を例に挙げている。ここで、第1LEDからの照明光による被照明面の明部と、第2LEDからの照明光による被照明面の明部との重なった重複明部が、とう道内の被照明面に生じるように配光が調整される。   As an LED illuminating device that adjusts the light distribution characteristics, Patent Literature 1 discloses a luminaire that includes first and second LEDs arranged in rows on two arrangement surfaces of a columnar base. It is disclosed. As an example of lighting, an internal space of a road (a tunnel passage that accommodates communication cables, power transmission cables, gas pipes, etc. and is large enough for a person to enter for work) is taken as an example. Here, an overlapped bright portion of the bright portion of the surface to be illuminated by the illumination light from the first LED and the bright portion of the surface to be illuminated by the illumination light from the second LED is generated on the surface to be illuminated in the road. Light distribution is adjusted.

また、特許文献2には、装置近傍を放射角の大きなLEDで照明し、遠方を放射角の小さなLEDで照明するLED照明装置が開示されている。この装置では、放射角の小さいLEDを光源板上部に配置する一方、放射角の大きいLEDを光源板下部に配置している。   Patent Document 2 discloses an LED illumination apparatus that illuminates the vicinity of the apparatus with an LED having a large emission angle and illuminates a distant area with an LED having a small emission angle. In this apparatus, an LED having a small emission angle is arranged at the upper part of the light source plate, while an LED having a large emission angle is arranged at the lower part of the light source plate.

さらに、特許文献3には、床面に均一な照度又は輝度分布を必要とする場所に設置されるLED照明装置が開示されている。この装置では、実質的に半円筒形の内部曲面又は外部曲面に複数個のLED光源が配列されたLED照明単位モジュールが、2個以上長手方向に配置される。   Furthermore, Patent Document 3 discloses an LED lighting device installed in a place that requires uniform illuminance or luminance distribution on the floor surface. In this apparatus, two or more LED illumination unit modules in which a plurality of LED light sources are arranged on a substantially semi-cylindrical inner curved surface or outer curved surface are arranged in the longitudinal direction.

また、特許文献4には、LED光源から出射される光を反射するリフレクタを有したLED照明装置が開示されている。特許文献4では、このLED照明装置を街路灯として使用した実施形態が記載されている。   Patent Document 4 discloses an LED illumination device having a reflector that reflects light emitted from an LED light source. Patent Document 4 describes an embodiment in which this LED lighting device is used as a street lamp.

さらに、特許文献5には、複数のLEDからなる光源と、各々が各LED上に位置する複数の凸レンズとを備え、LEDに対する凸レンズの距離及び傾斜角を変化させて、光源からの放射光の配光特性を変更するLED照明装置が開示されている。   Furthermore, Patent Document 5 includes a light source composed of a plurality of LEDs and a plurality of convex lenses, each positioned on each LED, and changes the distance and inclination angle of the convex lens with respect to the LEDs to change the light emitted from the light source. An LED lighting device that changes light distribution characteristics is disclosed.

特開2010−40247号公報JP 2010-40247 A 特開2008−4519号公報JP 2008-4519 A 特表2011−521422号公報Special table 2011-521422 gazette 特開2011−40196号公報JP 2011-40196 A 特開2010−92700号公報JP 2010-92700 A

以上に示したように、従来、LED照明装置において照射光の配光特性を制御するため、種々工夫がなされてきた。しかしながら、照明対象に応じて必要な照度が確保された無駄のない照明を実現することは、依然として困難であった。   As described above, conventionally, various devices have been devised in order to control the light distribution characteristics of irradiation light in an LED lighting device. However, it has still been difficult to realize lean illumination in which necessary illuminance is ensured according to the illumination target.

例えば、特許文献4のように通常の円形凸レンズを用いてLEDからの放射光の配光特性を制御する場合、照射光の照度は、最大照度点を中心として同心円状の強度分布をなす。従って、照明範囲は円形に限定される。その結果、例えば、照明対象が、作業・展示スペース等に見られるように四角形(矩形)領域である場合や、道路(通路)及びとう道(トンネル通路)のように限定された幅を有し長手方向に伸長した四角形領域である場合、必要な照度を確保しつつ無駄のない照明を実施することが困難となる。   For example, when controlling the light distribution characteristics of the emitted light from the LED using an ordinary circular convex lens as in Patent Document 4, the illuminance of the irradiated light has a concentric intensity distribution around the maximum illuminance point. Therefore, the illumination range is limited to a circle. As a result, for example, when the object to be illuminated is a quadrangular (rectangular) area as seen in a work / exhibition space, etc., it has a limited width such as a road (passage) and a road (tunnel passage). In the case of a rectangular region extending in the longitudinal direction, it becomes difficult to perform illumination without waste while ensuring necessary illuminance.

即ち、この場合、円形照明範囲をこの四角形領域内に完全に取り入れてしまうと、この四角形領域の角部又は辺部での照度が不足する。一方、この円形照明範囲をより大きく取り、四角形領域を中に取り込もうとすると、LED照明装置により大きな電力を投入せねばならず、しかも四角形領域の外側を不要に照明し、低消費電力化に反する。   That is, in this case, if the circular illumination range is completely taken into this quadrangular area, the illuminance at the corners or sides of the quadrangular area is insufficient. On the other hand, if this circular illumination range is taken larger and the rectangular area is taken in, a large amount of power must be supplied to the LED illumination device, and the outside of the rectangular area is unnecessarily illuminated, which is contrary to low power consumption. .

特に、道路を照明する場合、街灯は道路脇に設置されるため、道路外の領域をも照明してしまい、無駄な電力消費が生じてしまう。また、道路外の照明不要な領域、例えば民家敷地、まで照明することは生活環境上の問題となり得る。   In particular, when illuminating a road, since the street lamp is installed on the side of the road, the area outside the road is also illuminated, resulting in wasteful power consumption. In addition, it may be a problem in the living environment to illuminate an area outside the road where illumination is not necessary, for example, a private house site.

このような問題に対し、特許文献1では、とう道内で必要な明部を確保することは記載されているが、それだけで、照射対象に応じた無駄のない照明領域が実現されるものではない。また、特許文献2でも所定の範囲を一様に十分な明るさで照射することは記載されており、特許文献3でも照度又は輝度分布を均一にすることは記載されている。さらに、特許文献4では照明範囲の拡大と出射光の有効活用が意図されている。しかしながら、特許文献1と同じく、これらの技術のみで、照明対象に応じて必要な照度が確保された無駄のない照明を実現することは、明らかに困難である。   With respect to such a problem, Patent Document 1 describes securing a necessary bright portion in the road, but that alone does not realize a wasteful illumination area according to the irradiation target. . Further, Patent Document 2 describes that a predetermined range is uniformly irradiated with sufficient brightness, and Patent Document 3 also describes that the illuminance or luminance distribution is made uniform. Furthermore, Patent Document 4 intends to expand the illumination range and effectively use the emitted light. However, similarly to Patent Document 1, it is clearly difficult to realize a lean illumination in which a necessary illuminance is ensured according to an illumination target only with these technologies.

さらに、LED照明装置特有の色ムラの問題も、特に蛍光体を利用した白色LED光源を用いた照明装置において、依然深刻である。   Furthermore, the problem of color unevenness peculiar to the LED lighting device is still serious particularly in the lighting device using the white LED light source using the phosphor.

多くの白色LED光源は、青色LEDチップと黄色蛍光体とを備え、青色LEDチップからの青色放射光と、この放射光によって黄色蛍光体が励起されて発生した黄色蛍光(青色光の補色光)とを混色させて白色光を得る。この際、白色の程度は、青色光と黄色光との光量比によって決定される。その結果、例えば、青色LEDチップの直上では、青色光の割合が高くなって青色がかった白色光が得られ、この直上位置から光源周辺に向かって離れるに従って、黄色がかった白色光に変化する傾向が生じる。   Many white LED light sources include a blue LED chip and a yellow phosphor, and the blue emitted light from the blue LED chip and the yellow fluorescence generated by exciting the yellow phosphor by the emitted light (complementary light of blue light). To obtain white light. At this time, the degree of white is determined by the light quantity ratio between blue light and yellow light. As a result, for example, just above the blue LED chip, the ratio of blue light is increased to obtain blueish white light, and the tendency to change to yellowish white light as it moves away from the position directly above toward the periphery of the light source Occurs.

さらに、このような光源からの放射光の配光特性を制御するために、この放射光を凸レンズ等の光学系に通すと、青色光と黄色光との混色の割合の差が更に拡大される。その結果、例えば、この光学系から放射される照射光の中心付近は青白い色となり、さらに、その周囲に黄色がかったリングが見える場合もあり、色ムラが発生してしまう。しかしながら、上述した特許文献1〜5に代表される従来技術では、照明対象に応じた照明範囲を実現するに当たり、このような色ムラ問題への対処は十分とはいえなかった。   Furthermore, in order to control the light distribution characteristics of the radiated light from such a light source, if the radiated light is passed through an optical system such as a convex lens, the difference in the color mixture ratio between blue light and yellow light is further expanded. . As a result, for example, the vicinity of the center of the irradiation light emitted from this optical system becomes a pale color, and a yellowish ring may be visible around the periphery, resulting in color unevenness. However, in the conventional techniques represented by Patent Documents 1 to 5 described above, it has not been sufficient to cope with such a color unevenness problem in realizing an illumination range corresponding to an illumination target.

そこで、本発明は、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明を実現可能なLED照明装置、及びLED照明装置を用いた照明方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an LED illumination device capable of realizing illumination with no illuminance required for each illumination target and suppressing color unevenness, and an illumination method using the LED illumination device. The purpose is to do.

本発明によれば、複数のLED照明デバイスを備えたLED照明装置を用いた照明方法であって、
LED照明デバイスは、
発光ダイオードチップを備えた光源と、
光源からの放射光を受光して所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された放射光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えており、
複数の微小レンズは、曲率半径R、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチP、又は該曲率半径R及び該ピッチPの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面内における1つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている異方性微小レンズであり、
上記照明方法は、
複数のLED照明デバイスからの出射光を合わせて、一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成し、
照射光を照明対象面に照射する
ことを特徴とする照明方法が提供される。ここで、LED照明装置からの照射光の光軸が照明対象面の法線に対して傾いた状態で、該照射光を該照明対象面に照射することも好ましい。
According to the present invention, an illumination method using an LED illumination apparatus including a plurality of LED illumination devices,
LED lighting devices
A light source with a light emitting diode chip;
A light distribution angle control lens unit that receives the emitted light from the light source and controls it to a predetermined light distribution angle;
Including a plurality of microlenses arranged with the emission positions of the light distribution angle control lens unit as lens arrangement surfaces, and a microlens arrangement unit that receives and disperses the radiation light whose light distribution angle is controlled,
The plurality of microlenses have a radius of curvature R, a pitch P that is a distance between the lens vertices of the adjacent microlenses, or both the radius of curvature R and the pitch P. An anisotropic microlens that differs between the direction of one axis and the direction of an axis perpendicular to the axis, and the direction of the axis connecting the lens vertices in the lens arrangement plane with respect to the pitch P,
The lighting method is
Combining light emitted from a plurality of LED lighting devices to form illumination light having an illumination region portion of a certain width,
An illumination method is provided that irradiates a surface to be illuminated with irradiation light. Here, it is also preferable to irradiate the illumination target surface with the optical axis of the illumination light from the LED illumination device inclined with respect to the normal line of the illumination target surface.

この本発明による照明方法では、照明に用いる複数のLED照明デバイスの微小レンズ配列部において、微小レンズの曲率半径R、ピッチP、又は曲率半径R及びピッチPの両方を、レンズ配列面内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。これにより、一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成することができる。その結果、照明対象に、一定の幅を有する照明形状を適合させることが可能となるので、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない照明が実現される。また、配光角制御レンズ部で配光角が制御された放射光を微小レンズ配列部で分散させるので、色ムラの抑制された照明が実現する。   In the illumination method according to the present invention, in the microlens array portion of the plurality of LED illumination devices used for illumination, the curvature radius R and pitch P of the microlens or both the curvature radius R and pitch P are predetermined in the lens array plane. Different values are set and controlled in different directions. Thereby, the irradiation light which has an illumination area | region part of a fixed width | variety can be formed. As a result, it is possible to adapt the illumination shape having a certain width to the illumination target, so that it is possible to realize a lean illumination in which the illuminance required according to the illumination target is ensured. In addition, since the emitted light whose light distribution angle is controlled by the light distribution angle control lens unit is dispersed by the micro lens array unit, illumination with suppressed color unevenness is realized.

この本発明による照明方法において、照明対象面に対向する位置に、該照明対象面の長手方向に沿って、LED照明装置を複数並べて設置し、
複数のLED照明装置の各々からの照射光を、互いに隣接又は一部重畳させながら長手方向に配列させて、照明対象面に照射することも好ましい。ここで、照明対象面としては、例えば、道路若しくは通路の路面、又はとう道(トンネル通路)の床面及び側面等が挙げられる。
In the illumination method according to the present invention, a plurality of LED illumination devices are arranged side by side along the longitudinal direction of the illumination target surface at a position facing the illumination target surface,
It is also preferable that the illumination light from each of the plurality of LED illumination devices is arranged in the longitudinal direction while being adjacent to each other or partially overlapped to irradiate the illumination target surface. Here, examples of the illumination target surface include a road surface of a road or a passage, or a floor surface and a side surface of a road (tunnel passage).

この本発明による照明方法において、LED照明装置は、複数のLED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
1つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、照明対象面の長手軸及び法線を含む長手垂直面内において互いに異なる方向を有する状態で、該1つのデバイス群からの照射光と該他のデバイス群からの照射光とを、該照明対象面に照射する
ことも好ましい。このようなLED照明装置を用いることによって、十分に大きな配光角と十分に高い照度とを有する照射光を、照明形状を制御しつつ、照射対象面に照射することができる。
In the illumination method according to the present invention, the LED illumination apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of LED illumination devices,
The optical axis of one device group and the optical axis of the other device group have different directions from each other in the longitudinal vertical plane including the longitudinal axis and the normal line of the illumination target surface. It is also preferable to irradiate the illumination target surface with irradiation light and irradiation light from the other device group. By using such an LED illumination device, it is possible to irradiate the irradiation target surface with irradiation light having a sufficiently large light distribution angle and sufficiently high illuminance while controlling the illumination shape.

さらに、この本発明による照明方法において、LED照明装置は、複数のLED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
1つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、照明対象面の長手軸と直交する横断面内において互いに異なる方向を有する状態で、該1つのデバイス群からの照射光と該他のデバイス群からの照射光とを、該照明対象面に照射する
ことも好ましい。
Furthermore, in the illumination method according to the present invention, the LED illumination apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of LED illumination devices,
In a state in which the optical axis of one device group and the optical axis of the other device group have different directions in a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the illumination target surface, the irradiation light from the one device group It is also preferable to irradiate the illumination target surface with irradiation light from the other device group.

これら複数のデバイス群を備えた実施形態において、1つの当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスは、1つの列をなすことも好ましい。または、1つの当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスとは、交互に配置されて又は混在して、1つの列をなすことも好ましい。さらに、これらの配列について、この1つの列は、照明対象面の長手軸及び法線を含む長手垂直面内の方向、又は照明対象面の長手軸と直交する横断面内の方向を有することも好ましい。   In the embodiment including the plurality of device groups, it is also preferable that the plurality of LED lighting devices included in one device group form one row. Alternatively, a plurality of LED lighting devices included in one device group and a plurality of LED lighting devices included in another device group may be alternately arranged or mixed to form one row. preferable. Furthermore, for these arrangements, this single row may also have a direction in a longitudinal vertical plane that includes the longitudinal axis and normal of the surface to be illuminated, or a direction in a cross-section that is orthogonal to the longitudinal axis of the surface to be illuminated. preferable.

また、本発明による照明方法において、複数のLED照明装置は、照明対象面の幅方向における少なくとも一方の端の上方に所定の間隔をもって設置されており、
複数のLED照明装置の各々からの照射光の光軸が、照明対象面の長手軸と直交する横断面内において該照明対象面の法線に対して傾いた状態で、該照射光を該照明対象面に照射する
ことも好ましい。この際、照明対象面の幅方向における照明形状の幅を、該照明対象面の幅に概ね一致させることも好ましい。これにより、照明対象面の幅方向において、必要となる照度が確保される且つ無駄のない照明が実現される。
Moreover, in the illumination method according to the present invention, the plurality of LED illumination devices are installed at a predetermined interval above at least one end in the width direction of the illumination target surface,
The illumination light is irradiated with the illumination light in a state where the optical axis of the illumination light from each of the plurality of LED illumination devices is inclined with respect to the normal line of the illumination target surface in a cross section orthogonal to the longitudinal axis of the illumination target surface. It is also preferable to irradiate the target surface. At this time, it is also preferable to make the width of the illumination shape in the width direction of the illumination target surface substantially coincide with the width of the illumination target surface. Thereby, in the width direction of the surface to be illuminated, necessary illumination is ensured and illumination without waste is realized.

さらに、この照明形状の幅を照明対象面の幅に概ね一致させる実施形態において、照明対象面からLED照明装置までの高さをhとし、該照明対象面の幅をWとし、該LED照明装置からの照射光の照射角をαとして、該照射光の光軸と該照明対象面の法線とがなす角度θelを、
W=h・tan(α/2+θel)+h・tan(α/2−θel
を満たすように設定して、複数のLED照明装置からの照射光を照明対象面に照射する
ことも好ましい。
Further, in the embodiment in which the width of the illumination shape is substantially matched with the width of the illumination target surface, the height from the illumination target surface to the LED illumination device is h, the width of the illumination target surface is W, and the LED illumination device The angle θ el formed by the optical axis of the irradiation light and the normal of the illumination target surface, where α is the irradiation angle of the irradiation light from
W = h · tan (α / 2 + θ el ) + h · tan (α / 2−θ el )
It is also preferable to irradiate the illumination target surface with irradiation light from a plurality of LED illumination devices.

また、本発明による照明方法において、LED照明装置は、複数のLED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
第1の当該デバイス群が、照明対象面における当該装置と直に対向する領域(当該装置直下の領域)を照明し、
第2の当該デバイス群が、第1の当該デバイス群の光軸と比較して、照明対象面の法線に対してより大きな角度をなす光軸を有していて、外側領域の更なる外側領域を照明する
ことも好ましい。
Moreover, in the illumination method according to the present invention, the LED illumination apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of LED illumination devices,
The first device group illuminates a region (region immediately below the device) directly facing the device on the illumination target surface,
The second device group has an optical axis that is at a larger angle with respect to the normal of the illumination target surface as compared to the optical axis of the first device group, and further outside the outer region. It is also preferred to illuminate the area.

また、この複数のデバイス群を備えた実施形態において、照明対象面は、通路における側面を含む内面の部分とであり、
第3の当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスが、第1の当該デバイス群の光軸と第2の当該デバイス群の光軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していて、通路の側面における所定範囲内の領域を照射する
ことも好ましい。
In the embodiment including the plurality of device groups, the illumination target surface is a portion of the inner surface including the side surface in the passage,
A plurality of LED lighting devices included in the third device group form a predetermined angle with respect to a plane defined by the optical axis of the first device group and the optical axis of the second device group. It is also preferable to irradiate a region within a predetermined range on the side surface of the passage having an inclined optical axis.

さらに、上記の複数のデバイス群を備えた実施形態において、照明対象面は、通路における側面を含む内面の部分であり、
LED照明装置に備えられた複数のデバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスが、当該装置における長手方向の軸(例えば図25(A)におけるx軸)と、当該装置と直に対向する照明対象面の領域に向かって当該装置から伸長する軸(例えば図25(A)におけるz軸)とによって規定される面(例えばzx面)に対し、それぞれ所定の角度(例えばθSIDE)をなして傾いた光軸を有していて、通路の側面における所定範囲内の領域を照射する
ことも好ましい。
Furthermore, in the embodiment including the plurality of device groups described above, the illumination target surface is a portion of the inner surface including the side surface in the passage,
A plurality of LED illumination devices included in a plurality of device groups provided in the LED illumination apparatus are illuminated with a longitudinal axis in the apparatus (for example, the x axis in FIG. 25A) and the object directly facing the apparatus. It is inclined at a predetermined angle (for example, θ SIDE ) with respect to a plane (for example, zx plane) defined by an axis (for example, the z axis in FIG. 25A) extending from the apparatus toward the surface area. It is also preferable to irradiate a region within a predetermined range on the side surface of the passage.

さらに、本発明による照明方法において、LED照明装置は、少なくとも1つのLED照明デバイスの出射側に光拡散体を備えており、少なくとも1つのLED照明デバイスからの出射光を光拡散体に通すことによって拡散させて照射することも好ましい。また、出射光をこの光拡散体に通すことによって、照明対象面における当該装置と直に対向する領域(当該装置直下の領域)における照度を増大させることも好ましい。   Furthermore, in the illumination method according to the present invention, the LED illumination apparatus includes a light diffuser on the emission side of at least one LED illumination device, and passes light emitted from the at least one LED illumination device through the light diffuser. It is also preferable to irradiate with diffusion. It is also preferable to increase the illuminance in a region (region immediately below the device) directly facing the device on the illumination target surface by passing the emitted light through the light diffuser.

さらに、本発明による照明方法において、照明対象面の長手方向に沿って、LED照明装置を複数並べて設置し、各LED照明装置における光拡散体のヘイズ値Hzを調整した上で、出射光を光拡散体に通すことによって、照明対象面における当該装置と直に対向する領域(当該装置直下の領域)の間となる中間領域における照度を、光拡散体を使用しない場合の照度と実質上同等にすることも好ましい。また、ここで、光拡散体のヘイズ値を、70%以上であって90%未満の値に調整することも好ましい。   Furthermore, in the illumination method according to the present invention, a plurality of LED illumination devices are arranged side by side along the longitudinal direction of the surface to be illuminated, and after adjusting the haze value Hz of the light diffuser in each LED illumination device, the emitted light is emitted as light. By passing through the diffuser, the illuminance in the intermediate area between the area directly facing the apparatus on the surface to be illuminated (the area directly under the apparatus) is substantially equal to the illuminance when the light diffuser is not used. It is also preferable to do. Here, it is also preferable to adjust the haze value of the light diffuser to a value of 70% or more and less than 90%.

さらに、本発明による照明方法において、照明対象面からLED照明装置までの高さをhとし、複数のLED照明装置の設置間隔をDとすると、LED照明装置からの照射光の照射角βを、
β≧2・tan−1(D/(2h))
を満たすように設定して、複数のLED照明装置からの照射光を照明対象面に照射する
ことも好ましい。
Furthermore, in the illumination method according to the present invention, when the height from the illumination target surface to the LED illumination device is h, and the installation interval of the plurality of LED illumination devices is D, the irradiation angle β of the irradiation light from the LED illumination device is
β ≧ 2 · tan −1 (D / (2h))
It is also preferable to irradiate the illumination target surface with irradiation light from a plurality of LED illumination devices.

さらに、本発明による照明方法において、一定の幅の照明領域部分を有する照射光の照明形状を、外接する長方形又は正方形との面積比が0.9以上となる略長方形状又は略正方形状とすることも好ましい。   Furthermore, in the illumination method according to the present invention, the illumination shape of the irradiation light having the illumination region portion of a certain width is made into a substantially rectangular shape or a substantially square shape in which the area ratio with respect to the circumscribed rectangle or square is 0.9 or more. It is also preferable.

本発明によれば、さらに、複数のLED照明デバイスを備えたLED照明装置であって、
LED照明デバイスは、
発光ダイオードチップを備えた光源と、
光源からの放射光を受光して所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された放射光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えており、
複数の微小レンズは、曲率半径R、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチP、又は該曲率半径R及び該ピッチPの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面内における1つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている異方性微小レンズであり、
複数のLED照明デバイスの各々からの出射光が一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成するように、複数の該LED照明デバイスが配置されている
ことを特徴とするLED照明装置が提供される。
According to the present invention, there is further provided an LED lighting apparatus including a plurality of LED lighting devices,
LED lighting devices
A light source with a light emitting diode chip;
A light distribution angle control lens unit that receives the emitted light from the light source and controls it to a predetermined light distribution angle;
Including a plurality of microlenses arranged with the emission positions of the light distribution angle control lens unit as lens arrangement surfaces, and a microlens arrangement unit that receives and disperses the radiation light whose light distribution angle is controlled,
The plurality of microlenses have a radius of curvature R, a pitch P that is a distance between the lens vertices of the adjacent microlenses, or both the radius of curvature R and the pitch P. An anisotropic microlens that differs between the direction of one axis and the direction of an axis perpendicular to the axis, and the direction of the axis connecting the lens vertices in the lens arrangement plane with respect to the pitch P,
Provided is an LED illumination apparatus, wherein the LED illumination devices are arranged such that emitted light from each of the LED illumination devices forms illumination light having an illumination region portion having a constant width. Is done.

この本発明によるLED照明装置において、複数のLED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、1つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、互いに異なる方向を有することも好ましい。また、この場合、1つの当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスは、1つの列をなしていることも好ましい。または、1つの当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスとは、交互に配置されて又は混在して、1つの列をなしていることも好ましい。   The LED illumination apparatus according to the present invention includes a plurality of device groups including a plurality of LED illumination devices, and the optical axis of one device group and the optical axes of the other device groups may have different directions. preferable. In this case, it is also preferable that the plurality of LED lighting devices included in one device group form one row. Alternatively, a plurality of LED lighting devices included in one device group and a plurality of LED lighting devices included in another device group are alternately arranged or mixed to form one row. It is also preferable.

また、本発明によるLED照明装置において、1つの当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスとは、互いの出射面が180度未満又は180度を超える所定の角度をなすように配置されていることも好ましい。   Moreover, in the LED lighting apparatus according to the present invention, the plurality of LED lighting devices included in one device group and the plurality of LED lighting devices included in the other device group each have an emission surface of less than 180 degrees or It is also preferable that they are arranged so as to form a predetermined angle exceeding 180 degrees.

さらに、本発明によるLED照明装置において、1つの当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスにおける、配光角制御レンズ部及び微小レンズ配列部は、一体に形成されていることも好ましい。   Furthermore, in the LED lighting device according to the present invention, it is also preferable that the light distribution angle control lens unit and the micro lens array unit in the plurality of LED lighting devices included in one device group are integrally formed.

また、本発明によるLED照明装置において、第1の当該デバイス群が、照明対象面における当該装置と直に対向する領域(当該装置直下の領域)の外側領域を照明するように設置され、
第2の当該デバイス群が、第1の当該デバイス群の光軸と比較して、当該装置と直に対向する領域に向かう方向に対してより大きな角度をなす光軸を有していて、外側領域の更なる外側領域を照明するように設置されている
ことも好ましい。
Further, in the LED illumination device according to the present invention, the first device group is installed so as to illuminate an outer region of a region (region immediately below the device) directly facing the device on the illumination target surface,
The second device group has an optical axis that forms a larger angle with respect to the direction toward the region directly facing the device as compared with the optical axis of the first device group, and It is also preferably arranged to illuminate a further outer area of the area.

さらに、この第1及び第2のデバイス群を有する実施形態において、第3の当該デバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスが、第1の当該デバイス群の光軸と第2の当該デバイス群の光軸とによって規定される面に対して、所定の角度をなして傾いた光軸を有していることも好ましい。   Furthermore, in the embodiment having the first and second device groups, the plurality of LED illumination devices included in the third device group include the optical axis of the first device group and the second device group. It is also preferable to have an optical axis that is inclined at a predetermined angle with respect to a plane defined by the optical axis.

また、複数のデバイス群を有する実施形態において、複数のデバイス群に含まれる複数のLED照明デバイスが、当該装置における長手方向の軸と、当該装置と直に対向する照明対象面の領域(当該装置直下の領域)に向かって当該装置から伸長する軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していることも好ましい。   Further, in an embodiment having a plurality of device groups, a plurality of LED illumination devices included in the plurality of device groups includes a longitudinal axis in the apparatus and a region of the illumination target surface directly facing the apparatus (the apparatus It is also preferable to have an optical axis inclined at a predetermined angle with respect to a plane defined by an axis extending from the apparatus toward the region immediately below.

さらに、本発明によるLED照明装置において、少なくとも1つのLED照明デバイスの出射側に設けられており、少なくとも1つのLED照明デバイスからの出射光を拡散させて照射するための光拡散体を更に備えていることも好ましい。ここで、この光拡散体のヘイズ値は、70%以上であって90%未満であることも好ましい。   Furthermore, the LED illumination apparatus according to the present invention further includes a light diffuser that is provided on the emission side of the at least one LED illumination device and diffuses and emits the emitted light from the at least one LED illumination device. It is also preferable. Here, the haze value of the light diffuser is preferably 70% or more and less than 90%.

本発明のLED照明装置、及びLED照明装置を用いた照明方法は、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明を実現可能とする。   The LED illumination device and the illumination method using the LED illumination device according to the present invention can realize illumination that ensures a sufficient illuminance depending on an illumination target and is free from color unevenness.

本発明のLED照明装置が備えているLED照明デバイスの一実施形態を示す斜視図、側面断面図、底面図、及び上面図である。It is the perspective view, side sectional view, bottom view, and top view which show one Embodiment of the LED lighting device with which the LED lighting apparatus of this invention is equipped. 微小レンズ配列部131における微小レンズ配列を説明するための上面図、及び側面断面図である。FIG. 6 is a top view and a side cross-sectional view for explaining a microlens array in the microlens array section 131. FIG. 配光角制御レンズ部での配光角制御を説明するための断面概略図、及び微小レンズ配列部での比P/Rの制御例を示すグラフである。It is a cross-sectional schematic for demonstrating the light distribution angle control in a light distribution angle control lens part, and the graph which shows the example of control of ratio P / R in a micro lens arrangement | sequence part. 実施例1におけるx’y’面内での照度分布を示すグラフ、実施例2におけるx’y’面内での照度分布を示すグラフ、及び実施例3−3におけるx’y’面内での照度分布を示すグラフである。In the graph which shows the illuminance distribution in x'y 'plane in Example 1, the graph which shows the illuminance distribution in x'y' plane in Example 2, and in the x'y 'plane in Example 3-3 It is a graph which shows illuminance distribution. 本発明によるLED照明装置の一実施形態を示す、正面図、断面図及び背面図である。It is the front view, sectional drawing, and rear view which show one Embodiment of the LED lighting apparatus by this invention. 本発明によるLED照明装置の照明形状に係る2つの実施形態を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly two embodiment which concerns on the illumination shape of the LED lighting apparatus by this invention. 本発明のLED照明装置による照明方法における一実施形態を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view showing roughly one embodiment in the lighting method by the LED lighting device of the present invention. 本発明のLED照明装置による照明方法における他の実施形態を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating other embodiment in the illumination method by the LED lighting apparatus of this invention. 図8に示した、照射光の光軸を路面の法線に対して傾ける実施形態を説明するための概略図、及びLED照明装置を、とう道内に設置した様子を示す概略図である。It is the schematic for demonstrating embodiment which inclines the optical axis of irradiated light with respect to the normal line of a road surface shown in FIG. 8, and the schematic which shows a mode that the LED lighting apparatus was installed in the way. 図9(A)に示した、路面の幅に照明領域の幅を一致させるための角度の設定及びLED照明装置の位置の設定を説明するための概略図、及び照射光による照明領域を互いに隣接又一部重畳させながら長手方向に配列させるための照射光の照射角の設定を説明するための概略図である。9A is a schematic diagram for explaining the setting of the angle for matching the width of the illumination area with the width of the road surface and the setting of the position of the LED lighting device, and the illumination areas by the irradiation light are adjacent to each other. It is a schematic diagram for explaining the setting of the irradiation angle of irradiation light for arranging in the longitudinal direction while partially overlapping. 本発明によるLED照明装置の他の実施形態を示す、正面図、断面図及び側面図である。It is the front view, sectional drawing, and side view which show other embodiment of the LED lighting apparatus by this invention. 本発明によるLED照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。It is the front view and sectional drawing which show other embodiment of the LED lighting apparatus by this invention. 本発明によるLED照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。It is the front view and sectional drawing which show other embodiment of the LED lighting apparatus by this invention. 本発明によるLED照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。It is the front view and sectional drawing which show other embodiment of the LED lighting apparatus by this invention. 道路(若しくは通路)又はとう道の長手方向における照明装置の設置に係る実施形態を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating embodiment which concerns on installation of the illuminating device in the longitudinal direction of a road (or passage) or a road. とう道の長手方向における照明方法に係る他の実施形態を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating other embodiment which concerns on the illumination method in the longitudinal direction of a way. 本発明の照明方法によってとう道を照明した実施例に用いたLED照明装置を示す、上面図、正面図、底面図、及び断面図である。It is a top view, a front view, a bottom view, and a sectional view showing an LED lighting device used in an example in which a road is illuminated by the lighting method of the present invention. LED照明装置におけるLED照明デバイスの配向を示す概略図、並びにLED照明デバイスの光軸の方向を示す概略図である。It is the schematic which shows the orientation of the LED lighting device in an LED lighting apparatus, and the schematic which shows the direction of the optical axis of an LED lighting device. LED照明デバイスから放射される出射光の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the emitted light radiated | emitted from a LED lighting device. LED照明装置によってとう道を照明した際の照度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the illuminance distribution at the time of illuminating the road with an LED illuminating device. LED照明装置によってとう道を照明した際の照度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the illuminance distribution at the time of illuminating the road with an LED illuminating device. 蛍光灯(20W)によってとう道6を照明した際の照度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the illumination intensity distribution at the time of illuminating the way 6 with a fluorescent lamp (20W). 本実施例(LED照明装置97)及び比較例(蛍光灯)における、とう道の床面及び側面上での照度分布を、立体的に表示したグラフである。It is the graph which displayed in three dimensions the illumination intensity distribution on the floor surface and side surface of a way in a present Example (LED lighting apparatus 97) and a comparative example (fluorescent lamp). LED照明装置の変更態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the change aspect of a LED lighting apparatus. 本発明の一実施形態としてのLED照明装置を示す正面図及び断面図、並びに装置内のLED照明デバイスの配向を示す概略図である。It is the front view and sectional drawing which show the LED lighting apparatus as one Embodiment of this invention, and the schematic which shows orientation of the LED lighting device in an apparatus. 出射光に対して視線方向のなす角度と、「眩しさ」を感じる光束量との関係を示すグラフ、及び光拡散シートの作用を説明するための概略図である。It is the schematic which explains the effect | action of the graph which shows the relationship between the angle which a line-of-sight direction makes with respect to an emitted light, and the light beam quantity which feels "dazzle", and a light-diffusion sheet. 光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、LED照明装置による照明の照度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the illumination intensity distribution of the illumination by an LED illuminating device in the case where a light-diffusion sheet is used and the case where it is not used. 均一化光学体(レンズ系)を設置した場合であって、光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、LED照明装置による照明の照度分布を示すグラフ、及び均一化光学体(レンズ系)を設置しない場合であって、光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、LED照明装置による照明の照度分布を示すグラフである。A graph showing the illuminance distribution of the illumination by the LED illumination device when the uniformizing optical body (lens system) is installed and using the light diffusion sheet, and the uniformizing optical body (lens system) 6 is a graph showing the illuminance distribution of illumination by the LED illumination device when the light diffusing sheet is used and when it is not used.

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring an accompanying drawing. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals. In addition, the dimensional ratios in the components in the drawings and between the components are arbitrary for easy viewing of the drawings.

[LED照明デバイス] [LED lighting device]

図1は、本発明のLED照明装置が備えているLED照明デバイスの一実施形態を示す斜視図、側面断面図、底面図、及び上面図である。尚、各図中にはデバイスの向きの指標となるx’y’z’座標系が示されている。   FIG. 1 is a perspective view, a side sectional view, a bottom view, and a top view showing an embodiment of an LED lighting device provided in the LED lighting device of the present invention. In each figure, an x'y'z 'coordinate system that is an index of the orientation of the device is shown.

図1(A)は、一実施形態としてのLED照明デバイス10を示す。また、図1(B)は、LED照明デバイス10における、z’x’面によってデバイス中央部を切断した側面断面を示す。両図によれば、LED照明デバイス10は、基台11と、基台11上に設置されたLED光源12と、LED光源12の少なくとも上方に位置する均一化光学体13と、均一化光学体13を基台11に設置するための脚部14とを備えている。   FIG. 1A shows an LED lighting device 10 as one embodiment. FIG. 1B shows a side cross section of the LED lighting device 10 in which the device central portion is cut by the z′x ′ plane. According to both figures, the LED lighting device 10 includes a base 11, an LED light source 12 installed on the base 11, a homogenizing optical body 13 positioned at least above the LED light source 12, and a homogenizing optical body. 13 is provided with legs 14 for installing the base 13 on the base 11.

均一化光学体13は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィン樹脂、光学用特殊ポリエステル樹脂、光学用シリコーン樹脂若しくは高密度ポリエチレン樹脂等のプラスチック材料、又は透明光学ガラス、若しくは蛍光ガラス等のセラミック材料を用いて形成されている。LED光源12は、基台11上に設置・固定されており、基台11の内部又は表面部に設けられた配線と電気的に接続され、外部電源からの電力供給を受ける。   The homogenizing optical body 13 is a plastic material such as acrylic resin, polycarbonate resin, cycloolefin polymer resin, cyclic olefin resin, optical special polyester resin, optical silicone resin or high density polyethylene resin, or transparent optical glass or fluorescent glass. Etc. are formed using a ceramic material. The LED light source 12 is installed and fixed on the base 11, is electrically connected to the wiring provided inside or on the surface of the base 11, and receives power supply from an external power source.

LED光源12は、第1波長の光を放射する発光ダイオードチップ(LEDチップ)を備え、少なくともこの第1波長の光と第1波長とは異なる第2波長の光との混色光を放射する光源である。このLED光源12としては、例えば、第1波長の光(例えば青色光)を放射するLEDチップと、このLEDチップの発光面を覆っている樹脂であって、この第1波長の光を吸収して第2波長の光(例えば黄色光)を蛍光として発する蛍光体を含む樹脂とを備えているものとすることができる。上記の均一化光学体13によって、照射光の混色化・色均一化が促進されるので、このようなLED光源12に起因する黄色リング等の色ムラ発生を抑制可能となる。   The LED light source 12 includes a light emitting diode chip (LED chip) that emits light of a first wavelength, and emits light of mixed colors of at least light of the first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength. It is. The LED light source 12 is, for example, an LED chip that emits light of a first wavelength (for example, blue light) and a resin that covers the light emitting surface of the LED chip, and absorbs light of the first wavelength. And a resin containing a phosphor that emits light of the second wavelength (for example, yellow light) as fluorescence. Since the above-described uniformizing optical body 13 promotes color mixing and color uniformity of irradiation light, it is possible to suppress the occurrence of color unevenness such as a yellow ring due to the LED light source 12.

同じく図1(A)及び(B)によれば、均一化光学体13は、LED光源12の少なくとも上方に位置し、LED光源12からの放射光を受光して混色化・色均一化が促進された照射光を放射する光学系である。均一化光学体13は、本実施形態において4本の脚部14で基台11に設置されているが、設置方法はこれに限定されるものではない。   Similarly, according to FIGS. 1A and 1B, the homogenizing optical body 13 is positioned at least above the LED light source 12 and receives the emitted light from the LED light source 12 to promote color mixing and color uniformity. It is an optical system that emits the irradiated light. The homogenizing optical body 13 is installed on the base 11 with four legs 14 in this embodiment, but the installation method is not limited to this.

均一化光学体13は、配光角制御レンズ部130と、微小レンズ配列部131とを備えている。配光角制御レンズ部130は、LED光源12からの放射光(混色光)が入射後に集光される入射面(入射内面)130csを有しており、入射した放射光(混色光)を所定範囲内の値の配光角に制御する。この配光角は、後述するように、半値全角幅として5度(°)から40°までの範囲内の値に制御されることが好ましい。   The homogenizing optical body 13 includes a light distribution angle control lens unit 130 and a micro lens array unit 131. The light distribution angle control lens unit 130 has an incident surface (incident inner surface) 130cs on which the emitted light (mixed color light) from the LED light source 12 is collected after being incident, and the incident emitted light (mixed color light) is predetermined. Control the light distribution angle to a value within the range. As will be described later, this light distribution angle is preferably controlled to a value within a range from 5 degrees (°) to 40 ° as a full width at half maximum.

さらに、本実施形態では、配光角制御レンズ部130は、少なくともLED光源12の発光面12e(本実施形態ではLED光源12の略全体)を内部に含む凹部130cを備えている。これにより、配光角制御レンズ部130は、LED光源12からの放射光を高い効率で受光することができる。   Further, in the present embodiment, the light distribution angle control lens unit 130 includes a recess 130c that includes at least the light emitting surface 12e of the LED light source 12 (substantially the entire LED light source 12 in the present embodiment). Thereby, the light distribution angle control lens unit 130 can receive the emitted light from the LED light source 12 with high efficiency.

この凹部130cは、凸レンズ表面状の入射内面130csを備えている。これにより、LED光源12からの放射光(混色光)は、この入射内面130csに入射した後、集光される。その結果、発散する方向に伝播していた放射光(混色光)の配光角を、所定範囲内の値に制御可能となる。尚、入射内面130csは、凸レンズ表面状に限定されるものではなく、LED光源12からの放射光(混色光)が集光されるような入射角で入射する面であればよい。例えば、設定される配光角によっては概ね平面状となる場合もある。さらに、凹部130cは、LED光源12を取り囲む位置に設けられた内壁面130cwを備えている。これにより、配光角制御レンズ部130は、LED光源12からの放射光(混色光)を、この内壁面130cwをも介して概ねもれなく受光することができる。   The concave portion 130c includes an incident inner surface 130cs having a convex lens surface shape. Thereby, the radiated light (mixed color light) from the LED light source 12 enters the incident inner surface 130cs and then is condensed. As a result, the light distribution angle of the radiated light (mixed color light) propagating in the diverging direction can be controlled to a value within a predetermined range. The incident inner surface 130cs is not limited to the convex lens surface shape, and may be a surface that is incident at an incident angle such that the emitted light (mixed color light) from the LED light source 12 is collected. For example, depending on the set light distribution angle, it may be substantially planar. Further, the recess 130 c includes an inner wall surface 130 cw provided at a position surrounding the LED light source 12. Thereby, the light distribution angle control lens unit 130 can receive the emitted light (mixed color light) from the LED light source 12 through the inner wall surface 130cw.

微小レンズ配列部131は、配光角制御レンズ部130からの配光角が制御された光(混色光)を、配光角制御レンズ部130における入射内面130csとは反対側の出射位置を介して受光し、分散させて色の均一化を促進する光学部分である。ここで、配光角制御レンズ部130の出射位置(微小レンズ配列部131との境界)は、本実施形態において平面状のレンズ配列面131aとなる。従って、配光角制御レンズ部130は、出射位置面から配光角が制御された光を放射する面発光源と捉えることができ、一方、微小レンズ配列部131は、この面発光源から配光が制御された光を、レンズ配列面131aを介して受光する分散制御光学系と捉えることができる。   The microlens array unit 131 transmits light (mixed color light) whose light distribution angle is controlled from the light distribution angle control lens unit 130 via an emission position on the side opposite to the incident inner surface 130cs in the light distribution angle control lens unit 130. It is an optical part that receives light and disperses it to promote color uniformity. Here, the emission position of the light distribution angle control lens unit 130 (boundary with the minute lens array unit 131) is a planar lens array surface 131a in the present embodiment. Therefore, the light distribution angle control lens unit 130 can be regarded as a surface light source that emits light whose light distribution angle is controlled from the emission position surface, while the microlens array unit 131 is distributed from the surface light source. The light whose light is controlled can be regarded as a dispersion control optical system that receives light through the lens array surface 131a.

また、微小レンズ配列部131は、上面図である図1(D)に示すように、レンズ配列面131aを底面として配列した複数の微小レンズ131mを備えている。これら微小レンズ131mの配列については、後に図2を用いて詳述する。   Further, as shown in FIG. 1D, which is a top view, the microlens array unit 131 includes a plurality of microlenses 131m arranged with the lens array surface 131a as a bottom surface. The arrangement of the micro lenses 131m will be described in detail later with reference to FIG.

配光角制御レンズ部130及び微小レンズ配列部131は、又はこれらの部分と更に脚部14とは、一体で形成されることが好ましい。この形成方法として、所定の金型に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィン樹脂、光学用特殊ポリエステル樹脂、光学用シリコーン樹脂若しくは高密度ポリエチレン樹脂等の光学的に透明な樹脂、又は透明光学ガラス、若しくは蛍光ガラス等を注入して硬化させる方法が採用可能である。   It is preferable that the light distribution angle control lens unit 130 and the minute lens array unit 131 or these portions and the leg portion 14 are formed integrally. As this formation method, an optically transparent resin such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, a cycloolefin polymer resin, a cyclic olefin resin, an optical special polyester resin, an optical silicone resin, or a high-density polyethylene resin, Alternatively, a method of injecting and curing transparent optical glass, fluorescent glass, or the like can be employed.

[微小レンズ配列部] [Micro lens array]

図2は、微小レンズ配列部131における微小レンズ配列を説明するための上面図、及び側面断面図である。   FIGS. 2A and 2B are a top view and a side sectional view for explaining the microlens array in the microlens array section 131. FIG.

図2(A1)は、複数の微小レンズ131mの六角形配列を示す。また、図2(A2)は、この六角形配列のz’x’面による側面断面を示す。図2(A1)及び(A2)によれば、六角形配列は、レンズ頂点131mtが六角格子を成すように、複数の微小レンズ131mが配置された配列である。個々の微小レンズ131mは、微小な半球又は半回転楕円体(半楕円球)の一部となる形状を有する。変更態様として、微小レンズ131mの表面形状を非球面とすることも可能である。   FIG. 2 (A1) shows a hexagonal array of a plurality of microlenses 131m. FIG. 2 (A2) shows a side cross section of the hexagonal array taken along the z'x 'plane. According to FIGS. 2A1 and 2A2, the hexagonal array is an array in which a plurality of microlenses 131m are arranged so that the lens apexes 131mt form a hexagonal lattice. Each micro lens 131m has a shape that becomes a part of a micro hemisphere or a semi-spheroid (semi-elliptic sphere). As a modification, the surface shape of the minute lens 131m can be an aspherical surface.

各微小レンズ131mは、図2(A1)及び(A2)に示すように、底面をレンズ配列面131a(配光角制御レンズ部130の出射位置)とし、発光面(出射する側の面)の曲率半径をRとする。ここで、発光面は光の進行方向(+z’方向)に凸であるから、その曲率半径は本来負値である。しかしながら、計算等の便宜のため、以後、その絶対値をとってR値とし、このR値を曲率半径とする。また、隣接した微小レンズ131mにおけるレンズ頂点131mt間の距離(ピッチ)をPとする。   As shown in FIGS. 2A1 and 2A2, each microlens 131m has a bottom surface as a lens arrangement surface 131a (an emission position of the light distribution angle control lens unit 130), and a light emitting surface (an emission side surface). Let R be the radius of curvature. Here, since the light emitting surface is convex in the light traveling direction (+ z ′ direction), its radius of curvature is originally a negative value. However, for convenience of calculation and the like, hereinafter, the absolute value is taken as an R value, and this R value is taken as a radius of curvature. Further, let P be the distance (pitch) between the lens apexes 131 mt of the adjacent minute lenses 131 m.

ここで、これら配列した複数の微小レンズ131mにおいては、曲率半径R、ピッチP、又は曲率半径R及びピッチPの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面131a内におけるレンズ頂点を結ぶ1つの軸(y’軸)の方向とこの軸に垂直な軸(x’軸)の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面131a内におけるレンズ頂点を結ぶ軸(y’軸及びx’’軸)それぞれの方向の間で、異なっている。具体的に、図2(A1)においては、y’軸方向の曲率半径Ry’がx’軸方向の曲率半径Rx’よりも大きくなっており、また、y’軸方向のピッチPy’がx’’軸方向のピッチPx’よりも大きくなっている。 Here, in the arrayed microlenses 131m, the curvature radius R, the pitch P, or both the curvature radius R and the pitch P are one axis connecting the vertexes of the lens in the lens array surface 131a with respect to the curvature radius R. With respect to the pitch P between the direction of the (y ′ axis) and the direction of the axis (x ′ axis) perpendicular to this axis (the y ′ axis and the x ″ axis) connecting the lens vertices in the lens array surface 131a. ) Different in each direction. Specifically, in FIG. 2A1, the radius of curvature R y ′ in the y′-axis direction is larger than the radius of curvature R x ′ in the x′-axis direction, and the pitch P y in the y′-axis direction is larger. Is larger than the pitch P x” in the x ″ axis direction.

ここで、ピッチPと曲率半径Rとの比P/Rをパラメータとして、微小レンズ131mの配列を考察する。図2(A1)には、3つの微小レンズ131mが重畳する3重点が存在しており、微小レンズ131mの間隔がこれ以上広がると(レンズ頂点を結ぶ各軸方向での比P/Rが増大すると)、レンズ配列面131a内に微小レンズ131mではない領域が形成されてしまう限界状態にある。言い換えれば、比P/Rが、レンズ頂点を結ぶ各軸方向(y’軸、x’’軸)においてレンズ配列面131a内に微小レンズ131mではない領域が形成されない上限値をとっている状態である。ここで、x’’軸方向での比P/Rにおける曲率半径Rは、x’’軸方向での曲率半径Rx’’である。尚、複数の微小レンズ131mが正六角形配列をなし、レンズ底面が円状(Ry’=Rx’)である場合、この比P/Rの上限値は、1.73(√3)となる。 Here, the arrangement of the microlenses 131m is considered using the ratio P / R of the pitch P and the radius of curvature R as a parameter. In FIG. 2 (A1), there is a triple point where the three microlenses 131m overlap each other, and if the interval between the microlenses 131m is further increased (the ratio P / R in each axial direction connecting the lens apexes increases). Then, there is a limit state in which a region other than the microlens 131m is formed in the lens array surface 131a. In other words, in a state where the ratio P / R has an upper limit value that does not form a region that is not the minute lens 131m in the lens array surface 131a in each axial direction (y ′ axis, x ″ axis) connecting the lens apexes. is there. Here, the curvature radius R in the ratio P / R in the x ″ axis direction is the curvature radius R x ″ in the x ″ axis direction. When the plurality of microlenses 131m are arranged in a regular hexagon and the bottom surface of the lens is circular (R y ′ = R x ′ ), the upper limit value of the ratio P / R is 1.73 (√3). Become.

一方、各軸方向において比P/Rが減少し、微小レンズ131mの間隔が狭くなると、隣接する微小レンズ131m同士の重畳部分が増大し、微小レンズ配列部131全体として発光面の凹凸の度合いが減少する。一極限として、比P/R=0では、微小レンズ配列部131の発光面は、凹凸のないレンズ配列面131aに沿った面となる。尚、後に図3を用いて詳述するように、比P/Rは、この六角形配列において、0.4以上であって上記の上限値以下であることが好ましい。比P/Rをこのように制御することによって、LED光源12から放射される混色光を十分に均一化した所望の照度を有する照射光を得ることができる。   On the other hand, when the ratio P / R decreases in each axial direction and the interval between the microlenses 131m becomes narrow, the overlapping portion of the adjacent microlenses 131m increases, and the degree of unevenness of the light emitting surface as the entire microlens array portion 131 increases. Decrease. As a limit, at the ratio P / R = 0, the light emitting surface of the microlens array portion 131 is a surface along the lens array surface 131a having no unevenness. As will be described in detail later with reference to FIG. 3, the ratio P / R is preferably 0.4 or more and not more than the above upper limit value in this hexagonal arrangement. By controlling the ratio P / R in this way, it is possible to obtain irradiation light having a desired illuminance in which the mixed color light emitted from the LED light source 12 is sufficiently uniformed.

図2(B)は、複数の微小レンズ131mの四角形配列を示す。同図によれば、四角形配列は、レンズ頂点131mtが正方格子又は長方格子を成すように、複数の微小レンズ131mが配置された配列である。個々の微小レンズ131mにおける詳細は、図2(A1)及び(A2)と同様である。   FIG. 2B shows a quadrangular arrangement of a plurality of microlenses 131m. According to the figure, the square array is an array in which a plurality of microlenses 131m are arranged such that the lens apexes 131mt form a square lattice or a rectangular lattice. Details of the individual microlenses 131m are the same as those shown in FIGS. 2A1 and 2A2.

これら配列した複数の微小レンズ131mにおいては、曲率半径R、ピッチP、又は曲率半径R及びピッチPの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面131a内におけるレンズ頂点を結ぶ1つの軸(x’軸)の方向とこの軸に垂直な軸(y’軸)の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面131a内におけるレンズ頂点を結ぶ軸(x’軸及びy’軸)それぞれの方向の間で、異なっている。具体的に、図2(B)においては、y’軸方向の曲率半径Ry’がx’軸方向の曲率半径Rx’よりも大きくなっており、また、y’軸方向のピッチPy’がx’軸方向のピッチPx’よりも大きくなっている。 In the arrayed microlenses 131m, the radius of curvature R and the pitch P, or both the radius of curvature R and the pitch P, with respect to the radius of curvature R, one axis (x ′) connecting the lens vertices in the lens array surface 131a. Between the direction of the axis) and the direction of the axis perpendicular to this axis (y ′ axis), the pitch P is the direction of each axis (x ′ axis and y ′ axis) connecting the lens vertices in the lens array surface 131a. Is different. Specifically, in FIG. 2B, the curvature radius R y ′ in the y′-axis direction is larger than the curvature radius R x ′ in the x′-axis direction, and the pitch P y in the y′-axis direction is larger. ' Is larger than the pitch P x' in the x- axis direction.

ここで、四角形配列においても、ピッチPと曲率半径Rとの比P/Rをパラメータとして、微小レンズ131mの配列を考察する。図2(B)には、4つの微小レンズ131mが重畳する4重点が存在しており、微小レンズ131mの間隔がこれ以上広がると(レンズ頂点を結ぶ各軸方向での比P/Rが増大すると)、レンズ配列面131a内に微小レンズ131mではない領域が形成されてしまう限界状態にある。言い換えれば、比P/Rが、レンズ頂点を結ぶ各軸方向(x’軸、y’軸)においてレンズ配列面131a内に微小レンズ131mではない領域が形成されない上限値をとっている状態である。   Here, even in the quadrangular arrangement, the arrangement of the microlenses 131m is considered using the ratio P / R of the pitch P and the radius of curvature R as a parameter. In FIG. 2B, there are four points where four microlenses 131m are superimposed, and when the interval between the microlenses 131m is further increased (the ratio P / R in each axial direction connecting the lens apexes increases). Then, there is a limit state in which a region other than the microlens 131m is formed in the lens array surface 131a. In other words, the ratio P / R is in a state of taking an upper limit value in which a region other than the microlens 131m is not formed in the lens arrangement surface 131a in each axial direction (x ′ axis, y ′ axis) connecting the lens apexes. .

尚、複数の微小レンズ131mが正方形配列をなし、レンズ底面が円状(Ry’=Rx’)である場合、この比P/Rの上限値は、1.41(√2)となる。また、後に図3を用いて説明するように、比P/Rは、この正方形配列においても、0.4以上であって上記の上限値以下であることが好ましい。比P/Rをこのように制御することによって、LED光源12から放射される混色光を十分に均一化した所望の照度を有する照射光を得ることができる。 When the plurality of microlenses 131m are arranged in a square pattern and the bottom surface of the lens is circular (R y ′ = R x ′ ), the upper limit value of this ratio P / R is 1.41 (√2). . Further, as will be described later with reference to FIG. 3, the ratio P / R is preferably 0.4 or more and not more than the above upper limit value even in this square array. By controlling the ratio P / R in this way, it is possible to obtain irradiation light having a desired illuminance in which the mixed color light emitted from the LED light source 12 is sufficiently uniformed.

[配光角・比P/R制御] [Light distribution angle / ratio P / R control]

図3(A)は、配光角制御レンズ部130での配光角制御を説明するための断面概略図であり、図3(B)は、微小レンズ配列部131での比P/Rの制御例を示すグラフである。   FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining light distribution angle control in the light distribution angle control lens unit 130, and FIG. 3B shows the ratio P / R in the microlens array unit 131. It is a graph which shows the example of control.

図3(A)によれば、LED光源12から放射された光(混色光)が、入射内面130csを介して配光角制御レンズ部130に入射し、配光を制御されて、配光角制御レンズ部130の出射位置である出射面130eから出射される。尚、この出射光は実際には外部に放射されず、レンズ配列面131aを介して即、微小レンズ配列部131に伝播する。この出射光強度(エネルギー強度(W/m))の角度分布を強度分布15で示す。出射光強度は、図3(A)では、最大値を1とした規格化強度となっている。 According to FIG. 3A, the light (mixed color light) emitted from the LED light source 12 enters the light distribution angle control lens unit 130 via the incident inner surface 130cs, and the light distribution is controlled, so that the light distribution angle. The light exits from the exit surface 130e, which is the exit position of the control lens unit 130. Note that the emitted light is not actually radiated to the outside, but is immediately propagated to the micro lens array portion 131 via the lens array surface 131a. An angular distribution of the emitted light intensity (energy intensity (W / m 2 )) is indicated by an intensity distribution 15. The emitted light intensity is a normalized intensity with the maximum value being 1 in FIG.

出射光の配光角θは、出射光の最大強度方向(z’軸方向)を軸とし、出射光強度が0.5(最大強度の半分)となる方向の母線が成す円錐における、母線とz’軸とのなす角の2倍、即ち出射光の半値全角幅と定義される。図3(A)の強度分布15は、配光角θ=40°である出射光の分布となっている。 The light distribution angle θ d of the emitted light is a generatrix in a cone formed by a generatrix in which the emitted light intensity is 0.5 (half the maximum intensity) with the maximum intensity direction (z′-axis direction) of the emitted light as an axis. Is defined as twice the angle formed by the z ′ axis and the full width at half maximum of the emitted light. The intensity distribution 15 in FIG. 3A is a distribution of outgoing light with a light distribution angle θ d = 40 °.

ここで、配光角θが大きくなるほど出射面130eからの出射光は分散し、一方、配光角θが小さくなるほど出射面130eからの出射光における中心照度は高くなる。本発明において、配光角制御レンズ部130は、LED光源12から放射された光(混色光)を、5°から40°までの範囲内の値の配光角θに制御することが好ましい。即ち、
(1) 5°≦θ≦40°
であることが好ましい。
Here, light emitted from the exit surface 130e as light distribution angle theta d becomes large dispersed, whereas, the center illuminance at the light emitted from the exit surface 130e as light distribution angle theta d becomes smaller the higher. In the present invention, it is preferable that the light distribution angle control lens unit 130 controls the light (mixed color light) emitted from the LED light source 12 to a light distribution angle θ d having a value in the range of 5 ° to 40 °. . That is,
(1) 5 ° ≦ θ d ≦ 40 °
It is preferable that

実際に、次いで図3(B)を用いて説明するように、配光角制御レンズ部130と微小レンズ配列部131とを組み合わせてシミュレーション実験を行ったところ、配光角θが上式(1)の範囲内の値をとる場合に、色ムラ(黄色リング)が存在せず中心照度の維持された照射光が、比P/Rの制御によって、実現されることが確認されている。ここで、配光角θを5°以上に設定することによって、そのような配光角θに制御するために必要とされる配光角制御レンズ部130の光学的寸法精度が、通常製造コストで実現する範囲内に収まる。実際、配光角を3°〜4°以内に確実に収めるには、通常の照明装置光学系の制作工程以上に加工精度が要求され、通常必要となる以上のコストがかかることが製造現場での経験上分かっている。 Indeed, then as described with reference to FIG. 3 (B), the place of the simulation experiment by combining the light distribution angle control lens 130 and the microlens array portion 131, light distribution angle theta d is the above equation ( In the case of taking a value within the range of 1), it has been confirmed that irradiation light having no color unevenness (yellow ring) and maintaining the central illuminance is realized by controlling the ratio P / R. Here, by setting the light distribution angle θ d to 5 ° or more, the optical dimensional accuracy of the light distribution angle control lens unit 130 required for controlling the light distribution angle θ d is usually It is within the range that can be realized at the manufacturing cost. In fact, in order to ensure that the light distribution angle is kept within 3 ° to 4 °, processing accuracy is required more than the production process of the normal illumination device optical system, and it is usually more expensive than necessary. I know from my experience.

一方、配光角θが40°以下の場合に、配光角制御レンズ部130による分散・均一化作用が有効に発揮される。実際、配光角θが40°を超える光では、次いで説明する図3(B)でのシミュレーション実験と同様の実験によって、微小レンズ配列部131による分散の寄与分がほとんど存在しなくなることが確認されている。また、それ故に、配光角θが40°以下の場合に初めて、所定の照明対象に応じて必要な中心照度が確保可能な照射範囲が実現することが明らかになっている。 On the other hand, distribution angle theta d is the case of 40 ° or less, the dispersion-equalizing effect of the light distribution angle control lens unit 130 is effectively exhibited. Actually, when the light distribution angle θ d exceeds 40 °, there is almost no contribution of dispersion by the microlens array portion 131 due to an experiment similar to the simulation experiment in FIG. It has been confirmed. For this reason, it has been clarified that an irradiation range in which a necessary central illuminance can be secured according to a predetermined illumination target is realized only when the light distribution angle θ d is 40 ° or less.

以上、配光角θが上式(1)の範囲内の値に制御された光を、配光角制御レンズ部130から出射することによって、以下に説明するように、微小レンズ配列部131において、照射光の中心照度及び分散の程度を、照明対象に適合させることができるのである。 As described above, the light with the light distribution angle θ d controlled to a value within the range of the above equation (1) is emitted from the light distribution angle control lens unit 130, as will be described below. Therefore, the central illuminance and the degree of dispersion of the irradiation light can be adapted to the illumination target.

図3(B)は、光学シミュレーション実験によって得られた、微小レンズ配列部131における比P/Rと、出射光の中心照度及び半値全角(FWHM)との関係を示す。ここで、光学シミュレーション実験は、ノンシーケンシャル光線追跡のモンテカルロ法を用いて実施された。また、微小レンズ配列部131は、複数の微小レンズ131mが正六角形配列をなすものであり、各微小レンズ131mは、半球状レンズの部分となる形状を有していた。   FIG. 3B shows the relationship between the ratio P / R in the microlens array portion 131, the central illuminance of the emitted light, and the full width at half maximum (FWHM) obtained by an optical simulation experiment. Here, the optical simulation experiment was performed using the Monte Carlo method of non-sequential ray tracing. Further, the microlens array portion 131 has a plurality of microlenses 131m in a regular hexagonal array, and each microlens 131m has a shape that becomes a hemispherical lens portion.

配光角制御レンズ部130からの出射光の配光角θは8.5°である。また、中心照度(単位はルクス(lx))及びFWHM(°)はそれぞれ、シミュレーション測定範囲内での最大値を1とした規格値で表されている。尚、以下に説明する、比P/Rをパラメータとした実験結果は、光学系の原理から、比P/Rが同じであれば実寸(P値及びR値)が異なっていても同一となる点に留意すべきである。また、この比P/Rは、図2(A1)において、y’軸方向及びこのy’軸に対して60°の角度を示すx’’軸それぞれの方向での値となるが、この両者は同一値となる。 The light distribution angle θ d of the light emitted from the light distribution angle control lens unit 130 is 8.5 °. Further, the central illuminance (unit: lux (lx)) and FWHM (°) are each represented by a standard value where the maximum value in the simulation measurement range is 1. The experimental results described below using the ratio P / R as a parameter are the same even if the actual dimensions (P value and R value) are different from the principle of the optical system if the ratio P / R is the same. It should be noted. The ratio P / R is a value in each of the y′-axis direction and the x ″ -axis direction showing an angle of 60 ° with respect to the y′-axis in FIG. Have the same value.

図3(B)によれば、比P/Rがゼロ(発光面が凹凸のない面)から増加するにつれて、微小レンズのピッチPが相対的に増大し、微小レンズの凸部領域が拡大する。その結果、微小レンズ配列部131の分散作用が高まって出射光のFWHMが増加する一方、中心照度は単調に減少する。即ち、黄色リング等の色ムラ発生を抑制する効果が出現する。   According to FIG. 3B, as the ratio P / R increases from zero (the light emitting surface is a surface without unevenness), the pitch P of the microlenses relatively increases, and the convex region of the microlens expands. . As a result, the dispersion effect of the microlens array portion 131 is enhanced and the FWHM of the emitted light is increased, while the central illuminance is monotonously decreased. That is, an effect of suppressing the occurrence of color unevenness such as a yellow ring appears.

ここで、図3(B)に示したFWHMの二次微分からFWHM曲線の変曲点を算出すると、変曲点での比P/Rは0.4となる。このように、比P/Rが0.4以上になると、FWHMが実質的に増大し始め、色ムラ発生の抑制効果が顕著となることが確認される。一方、比P/Rが1.73を超えると、図2(A1)及び(A2)を用いて説明したように、配光角制御レンズ部130のレンズ配列面131a内に、微小レンズ131mではない領域が形成される。即ち、微小レンズ131m間に隙間が生じてしまう。その結果、微小レンズ131mによる分散作用が低下してしまう。   Here, when the inflection point of the FWHM curve is calculated from the second derivative of the FWHM shown in FIG. 3B, the ratio P / R at the inflection point is 0.4. Thus, it is confirmed that when the ratio P / R is 0.4 or more, the FWHM starts to increase substantially and the effect of suppressing the occurrence of color unevenness becomes significant. On the other hand, when the ratio P / R exceeds 1.73, as described with reference to FIGS. 2A1 and 2A2, the microlens 131m is within the lens array surface 131a of the light distribution angle control lens unit 130. No area is formed. That is, a gap is generated between the minute lenses 131m. As a result, the dispersion action by the minute lens 131m is reduced.

従って、比P/Rは、この正六角形配列において、0.4以上であって、1.73以下であることが好ましい。比P/Rをこのように制御することによって、LED光源12から放射される混色光を十分に均一化した所望の中心照度を有する照射光を得ることができる。さらに、正方形配列においても、比P/Rは、同様の光学シミュレーション実験によって、0.4以上であって、1.41以下であることが好ましいとの結果が得られた。   Therefore, the ratio P / R is preferably 0.4 or more and 1.73 or less in this regular hexagonal arrangement. By controlling the ratio P / R in this way, it is possible to obtain irradiation light having a desired central illuminance in which the mixed color light emitted from the LED light source 12 is sufficiently uniformed. Furthermore, even in the square array, the result that the ratio P / R is 0.4 or more and preferably 1.41 or less is obtained by the same optical simulation experiment.

これらの比P/Rの値1.73及び1.41はいずれも、上述したように、y’軸方向及びx’’軸方向において、微小レンズ配列部131のレンズ配列面131内に微小レンズ131mではない領域が形成されないための上限値である。従って、以上の結果を合わせて考察すると、図2(A1)及び(B)に示すように曲率半径R及び/又はピッチPがレンズ頂点を結ぶ各軸の方向で異なっている場合には、レンズ配列面131a内のレンズ頂点を結ぶ各軸の方向において、比P/Rは、0.4以上であって、微小レンズ配列部131のレンズ配列面131a内に微小レンズではない領域が形成されない上限値以下であることが好ましいことが理解される。   As described above, these ratio P / R values 1.73 and 1.41 are both small lenses within the lens array surface 131 of the micro lens array section 131 in the y′-axis direction and the x ″ -axis direction. This is an upper limit value for preventing formation of a region that is not 131 m. Accordingly, when considering the above results together, as shown in FIGS. 2A1 and 2B, when the radius of curvature R and / or pitch P is different in the direction of each axis connecting the lens apexes, the lens In the direction of each axis connecting the lens vertices in the array surface 131a, the ratio P / R is 0.4 or more, and an upper limit that does not form a region that is not a microlens in the lens array surface 131a of the microlens array portion 131. It will be appreciated that it is preferably less than or equal to the value.

尚、配光角θが上式(1)(5°≦θ≦40°)の範囲内における他の値をとる場合にも、光学シミュレーションによって、以上に説明したのと同様の結果が得られた。即ち、比P/Rが上記の好適範囲において、5°≦θ≦40°の条件下、色ムラ(黄色リング)が存在しない設計通りのFWHMを有する照射光が実現された。 Even when the light distribution angle θ d takes other values within the range of the above formula (1) (5 ° ≦ θ d ≦ 40 °), the same result as described above is obtained by the optical simulation. Obtained. That is, irradiation light having FWHM as designed without color unevenness (yellow ring) was realized under the condition of 5 ° ≦ θ d ≦ 40 ° in the above-mentioned preferable range of the ratio P / R.

[実施例1:微小レンズの長方形配列] [Example 1: Rectangular array of microlenses]

長方形配列した複数の微小レンズ131mを備えている微小レンズ配列部131を使用した照射実験を、光学シミュレーションによって行った。表1に、実施例1の実験結果を示す。
An irradiation experiment using the microlens array unit 131 including a plurality of microlenses 131m arranged in a rectangular shape was performed by optical simulation. Table 1 shows the experimental results of Example 1.

表1の実施例1では、配光角制御レンズ部130の配光角θは、9°であり、配光角制御レンズ部130のレンズ径d(図1(C))は、23mm(ミリメートル)である。微小レンズ配列部131(レンズ配列面131a)全体の形状は、x’y’面内において、このレンズ径dがなす円よりも十分に大きな面積を有する円状である。曲率半径Rx’及びRy’はそれぞれ、図2(B)に示すように、微小レンズ131mのz’x’面による断面及びy’z’面による断面における曲率半径である。曲率半径Rx’及びRy’は1.0mmであり、各微小レンズの形状は半球状部分である。また、ピッチPx’及びPy’はそれぞれ、同じく図2(B)に示すように、x’軸方向及びy’軸方向において隣接する微小レンズ131mのレンズ頂点間距離である。さらに、Fx’及びFy’はそれぞれ、出射光の半値全角幅がなす円錐における、頂点を含むz’x’面及びy’z’面による断面内に存在する母線同士が成す角度である。 In Example 1 of Table 1, the light distribution angle θ d of the light distribution angle control lens unit 130 is 9 °, and the lens diameter d d (FIG. 1C) of the light distribution angle control lens unit 130 is 23 mm. (Mm). Overall shape microlens array portion 131 (the lens array surface 131a), in x'y 'plane, a circular shape having a large area enough than circle the lens diameter d d forms. As shown in FIG. 2B, the curvature radii R x ′ and R y ′ are the curvature radii in the cross section taken along the z′x ′ plane and the cross section taken along the y′z ′ plane of the microlens 131m. The curvature radii R x ′ and R y ′ are 1.0 mm, and the shape of each microlens is a hemispherical portion. Also, the pitches P x ′ and P y ′ are the distances between the apexes of the minute lenses 131m adjacent in the x′-axis direction and the y′-axis direction, respectively, as shown in FIG. 2B. Further, F x ′ and F y ′ are angles formed by buses existing in a cross section by the z′x ′ plane and the y′z ′ plane including the apex, respectively, in the cone formed by the full width at half maximum of the emitted light. .

また、表1において、中心光度は、配光角制御レンズ部130及び微小レンズ配列部131の中心を通る(z’軸方向の)光軸(図1(B)の一点鎖線)と、微小レンズ配列部131の発光面との交点での出射光の光度(単位はカンデラ(cd))である。さらに、半値照度は、本LED照明デバイスから光軸方向に1m離隔した(光軸に垂直な平面状の)照明対象において、中心照度の半分の値となる照度(単位はルクス(lx))である。   In Table 1, the central luminous intensity is the optical axis passing through the centers of the light distribution angle control lens unit 130 and the microlens array unit 131 (in the z′-axis direction) (the dashed line in FIG. 1B). It is the luminous intensity (unit: candela (cd)) of the emitted light at the intersection with the light emitting surface of the array part 131. Further, the half-value illuminance is the illuminance (unit is lux (lx)) that is half the value of the central illuminance in an illumination target (planar shape perpendicular to the optical axis) 1 m away from the LED illumination device in the optical axis direction. is there.

表1及び図4(A)によれば、実施例1では、微小レンズ131mが長方形配列している。曲率半径Rx’及びRy’は共に1.0mmであって等しい。また、微小レンズ間のピッチPx’及びPy’はそれぞれ、0.8mm及び1.2mmであり、ピッチPが異方性を有する。即ち、ピッチPが、レンズ頂点を結ぶ複数の軸であって互いに垂直なx’軸及びy’軸それぞれの方向の間で、異なっている。その結果、比P/Rも異方性を有する(Px’/Rx’=0.8、Py’/Ry’=1.2)。また、中心光度は205cdであり、光度分布は、x’軸方向とy’軸方向とでそれぞれ異なったガウス分布となる。 According to Table 1 and FIG. 4A, in Example 1, the microlenses 131m are arranged in a rectangular shape. The radii of curvature R x ′ and R y ′ are both equal to 1.0 mm. The pitches P x ′ and P y ′ between the microlenses are 0.8 mm and 1.2 mm, respectively, and the pitch P has anisotropy. That is, the pitch P is different between the directions of the x ′ axis and the y ′ axis which are a plurality of axes connecting the lens apexes and perpendicular to each other. As a result, the ratio P / R also has anisotropy (P x ′ / R x ′ = 0.8, P y ′ / R y ′ = 1.2). The central luminous intensity is 205 cd, and the luminous intensity distributions are different Gaussian distributions in the x′-axis direction and the y′-axis direction.

さらに、実施例1では、半値全角Fx’及びFy’もそれぞれ24.5°及び33.5°であり、異なった値となる。また、半値照度として110lxが計測された地点は、照明対象平面に(光軸との交点が原点である)x’y’z’座標系を導入すると、x’軸上で原点から±40cm(センチメートル)の位置となり、y’軸上で原点から±60cmの位置となる。 Furthermore, in Example 1, the full widths at half maximum F x ′ and F y ′ are 24.5 ° and 33.5 °, respectively, which are different values. In addition, the point where 110 lx is measured as the half-value illuminance is ± 40 cm from the origin on the x ′ axis when the x′y′z ′ coordinate system (the intersection with the optical axis is the origin) is introduced into the illumination target plane. Centimeter), and a position of ± 60 cm from the origin on the y ′ axis.

図4(A)は、実施例1におけるx’y’面内での照度分布を示すグラフである。   FIG. 4A is a graph showing the illuminance distribution in the x′y ′ plane in the first embodiment.

図4(A)に示すように、x’軸方向及びy’軸方向に関して照射光の分散が異方性を有する実施例1では、出射光が照明対象平面を照射した際の照明形状は、略長方形状となる。尚、図4(A)の照度分布は、微小レンズ配列部131から光軸に沿って1mの位置にある(光軸に垂直な)平面状での分布である。   As shown in FIG. 4A, in Example 1 in which the dispersion of irradiation light has anisotropy in the x′-axis direction and the y′-axis direction, the illumination shape when the emitted light irradiates the illumination target plane is It becomes a substantially rectangular shape. Note that the illuminance distribution in FIG. 4A is a planar distribution at a position 1 m along the optical axis from the microlens array portion 131 (perpendicular to the optical axis).

従って、微小レンズ131mを長方形配列させ、比P/R(ピッチP)に異方性を持たせることによって、照明形状を長方形状に制御可能なことが理解される。また、本シミュレーション実験において、照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、照射光の均一化が促進されていることも確認されている。   Therefore, it is understood that the illumination shape can be controlled to a rectangular shape by arranging the microlenses 131m in a rectangular shape and giving anisotropy to the ratio P / R (pitch P). Further, in this simulation experiment, no distribution corresponding to the blue and yellow rings in the central portion is seen in the illumination shape, and it has been confirmed that the uniformization of the irradiation light is promoted.

[実施例2:微小レンズの六角形配列] [Example 2: Hexagonal arrangement of microlenses]

六角形配列した複数の微小レンズ131mを備えている微小レンズ配列部131を使用した照射実験を、光学シミュレーションによって行った。表2に、実施例2の実験結果を示す。
An irradiation experiment using a microlens array portion 131 having a plurality of microlenses 131m arranged in a hexagonal shape was performed by optical simulation. Table 2 shows the experimental results of Example 2.

表2の実施例2において、配光角制御レンズ部130の配光角θは、9°であり、配光角制御レンズ部130のレンズ径d(図1(C))は、23mmである。微小レンズ配列部131(レンズ配列面131a)の形状は、x’y’面内において、このレンズ径dがなす円よりも十分に大きな面積を有する円状である。曲率半径Rx’及びRy’はそれぞれ、図2(A)に示すように、微小レンズ131mのz’x’面による断面及びy’z’面による断面における曲率半径である。これら曲率半径Rx’及びRy’はそれぞれ2.0mm及び1.0mmであり、各微小レンズの形状は楕円球状部分である。また、ピッチPx’及びPy’はそれぞれ、図2(A)に示すように、x’’軸方向及びy’軸方向において隣接する微小レンズ131mのレンズ頂点間距離である。ここで、x’’軸は、x’y’面内においてy’軸からx’軸に向けて60°回転した方向の軸である。さらに、Fx’及びFy’はそれぞれ、出射光の半値全角幅がなす円錐における、頂点を含むz’x’面及びy’z’面による断面内に存在する母線同士が成す角度である。 In Example 2 of Table 2, the light distribution angle θ d of the light distribution angle control lens unit 130 is 9 °, and the lens diameter d d (FIG. 1C) of the light distribution angle control lens unit 130 is 23 mm. It is. The shape of the micro lens array 131 (lens array surface 131a), in x'y 'plane, a circular shape having a large area enough than circle the lens diameter d d forms. As shown in FIG. 2A, the curvature radii R x ′ and R y ′ are the curvature radii in the cross section taken along the z′x ′ plane and the cross section taken along the y′z ′ plane of the microlens 131m. These radii of curvature R x ′ and R y ′ are 2.0 mm and 1.0 mm, respectively, and the shape of each microlens is an elliptical spherical portion. Further, as shown in FIG. 2A, the pitches P x ′ and P y ′ are the distances between the vertexes of the minute lenses 131m adjacent in the x ″ axis direction and the y ′ axis direction, respectively. Here, the x ″ axis is an axis in a direction rotated by 60 ° from the y ′ axis toward the x ′ axis in the x′y ′ plane. Further, F x ′ and F y ′ are angles formed by buses existing in a cross section by the z′x ′ plane and the y′z ′ plane including the apex, respectively, in the cone formed by the full width at half maximum of the emitted light. .

表2によれば、実施例2では、微小レンズ131mが六角形配列しており、曲率半径Rx’及びRy’はそれぞれ、2.0mm及び1.0mmであって、曲率半径Rが異方性を有する。即ち、曲率半径Rが、y’軸の方向とy’軸に垂直なx’軸の方向との間で異なっている。一方、微小レンズ間のピッチPx’及びPy’は共に、0.8mmであって等しい。その結果、比P/Rは異方性を有する(Px’/Rx’=0.4、Py’/Ry’=0.8)。中心光度は、580cdであり、光度分布は、x’軸方向とy’軸方向とでそれぞれ異なったガウス分布となる。 According to Table 2, in Example 2, the microlenses 131m are arranged in a hexagonal shape, the radii of curvature Rx ′ and Ry ′ are 2.0 mm and 1.0 mm, respectively, and the radii of curvature R are different. Has a direction. That is, the radius of curvature R differs between the direction of the y ′ axis and the direction of the x ′ axis perpendicular to the y ′ axis. On the other hand, the pitches P x ′ and P y ′ between the micro lenses are both equal to 0.8 mm. As a result, the ratio P / R has anisotropy (P x ′ / R x ′ = 0.4, P y ′ / R y ′ = 0.8). The central luminous intensity is 580 cd, and the luminous intensity distributions are different Gaussian distributions in the x′-axis direction and the y′-axis direction.

さらに、実施例2では、半値全角Fx’及びFy’もそれぞれ12.5°及び21.5°であり、異なった値となる。また、半値照度として700lxが計測された地点は、照明対象平面に(光軸との交点が原点である)x’y’z’座標系を導入すると、x’軸上で原点から±20cmの位置となり、y’軸上で原点から±38cmの位置となる。 Furthermore, in Example 2, the full widths at half maximum F x ′ and F y ′ are 12.5 ° and 21.5 °, respectively, which are different values. In addition, the point where 700 lx is measured as the half-value illuminance is ± 20 cm from the origin on the x ′ axis when the x′y′z ′ coordinate system (the intersection with the optical axis is the origin) is introduced into the illumination target plane. The position is ± 38 cm from the origin on the y ′ axis.

図4(B)は、実施例2におけるx’y’面内での照度分布を示すグラフである。   FIG. 4B is a graph showing the illuminance distribution in the x′y ′ plane in the second embodiment.

図4(B)に示すように、x’軸方向及びy’軸方向に関して照射光の分散が異方性を有する実施例2では、出射光が照明対象平面を照射した際の照明形状は、略楕円形状となる。尚、図4(B)の照度分布は、微小レンズ配列部131から光軸に沿って1mの位置にある(光軸に垂直な)平面状での分布である。   As shown in FIG. 4 (B), in Example 2 in which the dispersion of the irradiation light has anisotropy in the x′-axis direction and the y′-axis direction, the illumination shape when the emitted light irradiates the illumination target plane is It becomes a substantially elliptical shape. Note that the illuminance distribution in FIG. 4B is a distribution in a planar shape (perpendicular to the optical axis) located at a position 1 m along the optical axis from the microlens array portion 131.

従って、微小レンズ131mを六角形配列させ、比P/R(曲率半径R)に異方性を持たせることによって、照明形状を楕円形状に制御可能なことが理解される。また、本シミュレーション実験において、照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、照射光の均一化が促進されていることも確認されている。   Therefore, it is understood that the illumination shape can be controlled to an elliptical shape by arranging the micro lenses 131m in a hexagonal shape and giving anisotropy to the ratio P / R (curvature radius R). Further, in this simulation experiment, no distribution corresponding to the blue and yellow rings in the central portion is seen in the illumination shape, and it has been confirmed that the uniformization of the irradiation light is promoted.

[実施例3:微小レンズの長方形配列、比P/R等方] [Example 3: Rectangular arrangement of microlenses, ratio P / R isotropic]

長方形配列した複数の微小レンズ131mを備えている微小レンズ配列部131を使用した照射実験を、光学シミュレーションによって行った。表3に、実施例3の実験結果を示す。
An irradiation experiment using the microlens array unit 131 including a plurality of microlenses 131m arranged in a rectangular shape was performed by optical simulation. Table 3 shows the experimental results of Example 3.

表3の実施例3−1、3−2及び3−3のいずれにおいても、配光角制御レンズ部130の配光角θは、9°であり、配光角制御レンズ部130のレンズ径d(図1(C))は、23mmである。微小レンズ配列部131(レンズ配列面131a)の形状は、x’y’面内において、このレンズ径dがなす円よりも十分に大きな面積を有する円状である。曲率半径Rx’及びRy’は互いに異なっており、各微小レンズの形状は楕円球状部分である。 In any of Examples 3-1, 3-2, and 3-3 in Table 3, the light distribution angle θ d of the light distribution angle control lens unit 130 is 9 °, and the lens of the light distribution angle control lens unit 130 The diameter d d (FIG. 1C) is 23 mm. The shape of the micro lens array 131 (lens array surface 131a), in x'y 'plane, a circular shape having a large area enough than circle the lens diameter d d forms. The radii of curvature R x ′ and R y ′ are different from each other, and the shape of each microlens is an elliptical spherical portion.

表3によれば、実施例3−1及び3−2では、微小レンズ131mが長方形配列しており、曲率半径Rx’及びRy’は、実施例3−1でそれぞれ1.0mm及び1.05mmであり、実施例3−2でそれぞれ1.0mm及び0.95mmであって、曲率半径Rが異方性を有する。また、微小レンズ間のピッチPx’及びPy’も、実施例3−1でそれぞれ0.8mm及び0.84mmであり、実施例3−2でそれぞれ1.2mm及び1.14mmであって、ピッチPも異方性を有する。即ち、曲率半径R及びピッチPの両方が、曲率半径Rについてはx’軸の方向とx’軸に垂直なy’軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ頂点を結ぶ複数の軸(x’軸及びy’軸)それぞれの方向の間で、異なっている。実施例3−1及び3−2では、これにより、比P/Rが等方的となる。即ち、実施例3−1ではPx’/Rx’=Py’/Ry’=0.8となり、実施例3−2ではPx’/Rx’=Py’/Ry’=1.2となる。 According to Table 3, in Example 3-1 and 3-2, the microlenses 131m are arranged in a rectangular shape, and the radii of curvature R x ′ and R y ′ are 1.0 mm and 1 respectively in Example 3-1. 0.05 mm, and 1.0 mm and 0.95 mm in Example 3-2, respectively, and the curvature radius R has anisotropy. The pitches P x ′ and P y ′ between the microlenses are also 0.8 mm and 0.84 mm in Example 3-1, respectively, and are 1.2 mm and 1.14 mm in Example 3-2, respectively. The pitch P also has anisotropy. That is, both the radius of curvature R and the pitch P are between a direction of the x′-axis for the radius of curvature R and a direction of the y′-axis perpendicular to the x′-axis. (X ′ axis and y ′ axis) are different between the respective directions. In Examples 3-1 and 3-2, this makes the ratio P / R isotropic. That is, in Example 3-1, Px ' / Rx' = Py ' / Ry' = 0.8, and in Example 3-2, Px ' / Rx' = Py ' / Ry'. = 1.2.

中心光度は、実施例3−1で290cdであり、実施例3−2で150cdであって、光度分布は、x’軸方向とy’軸方向とで一致したガウス分布となる。さらに、実施例3−1及び3−2では、半値全角Fx’及びFy’も、実施例3−1で共に24.5°であり、実施例3−2で共に34.5°であって、同一値となる。 The central luminous intensity is 290 cd in Example 3-1, 150 cd in Example 3-2, and the luminous intensity distribution is a Gaussian distribution that matches in the x′-axis direction and the y′-axis direction. Furthermore, in Examples 3-1 and 3-2, the full widths at half maximum F x ′ and F y ′ are both 24.5 ° in Example 3-1 and 34.5 ° in Example 3-2. And the same value.

表3によれば、実施例3−3でも、微小レンズ131mが長方形配列しており、曲率半径Rx’及びRy’は、それぞれ1.0mm及び2.0mmであって、曲率半径Rが異方性を有する。また、微小レンズ間のピッチPx’及びPy’も、それぞれ0.4mm及び0.8mmであって、ピッチPも異方性を有する。即ち、曲率半径R及びピッチPの両方が、曲率半径Rについてはx’軸の方向とx’軸に垂直なy’軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ頂点を結ぶ複数の軸(x’軸及びy’軸)それぞれの方向の間で、異なっている。実施例3−3でも、これにより、比P/Rが等方的となる(Px’/Rx’=Py’/Ry’=0.4)。中心光度は、875cdであり、光度分布は、x’軸方向とy’軸方向とで一致したガウス分布となる。 According to Table 3, also in Example 3-3, the micro lenses 131m are arranged in a rectangular shape, the curvature radii R x ′ and R y ′ are 1.0 mm and 2.0 mm, respectively, and the curvature radius R is Has anisotropy. Further, the pitches P x ′ and P y ′ between the microlenses are 0.4 mm and 0.8 mm, respectively, and the pitch P has anisotropy. That is, both the radius of curvature R and the pitch P are between a direction of the x′-axis for the radius of curvature R and a direction of the y′-axis perpendicular to the x′-axis. (X ′ axis and y ′ axis) are different between the respective directions. Also in Example 3-3, this makes the ratio P / R isotropic (P x ′ / R x ′ = P y ′ / R y ′ = 0.4). The central luminous intensity is 875 cd, and the luminous intensity distribution is a Gaussian distribution that matches in the x′-axis direction and the y′-axis direction.

さらに、実施例3−3では、半値全角Fx’及びFy’も、共に12°であり同一値となる。また、半値照度として1050lx’が計測された地点は、照明対象平面に(光軸との交点が原点である)x’y’z’座標系を導入すると、x’軸上で原点から±22cmの位置となり、y’軸上でも原点から±22cmの位置となる。即ち、照度分布もx’軸方向及びy’軸方向において等方的である。 Further, in Example 3-3, the full widths at half maximum F x ′ and F y ′ are both 12 ° and the same value. In addition, the point where 1050 lx ′ is measured as the half-value illuminance is ± 22 cm from the origin on the x ′ axis when the x′y′z ′ coordinate system (the intersection with the optical axis is the origin) is introduced into the illumination target plane. The position is ± 22 cm from the origin even on the y ′ axis. That is, the illuminance distribution is also isotropic in the x′-axis direction and the y′-axis direction.

図4(C)は、実施例3−3におけるx’y’面内での照度分布を示すグラフである。   FIG. 4C is a graph showing the illuminance distribution in the x′y ′ plane in Example 3-3.

図4(C)に示すようにに、微小レンズ配列が長方形配列であるであるにも拘わらず比P/Rがx’軸方向及びy’軸方向において等方的(Px’/Rx’=Py’/Ry’)である実施例3−3では、出射光が照明対象平面を照射した際の照明形状は、略正方形状となる。尚、図4(C)の照度分布は、微小レンズ配列部131から光軸に沿って1mの位置にある(光軸に垂直な)平面状での分布である。また、表3に示すように、実施例3−1及び3−2においても、図4(C)と同様の、略正方形状の照度分布が得られている。 As shown in FIG. 4C, the ratio P / R is isotropic in the x′-axis direction and the y′-axis direction (P x ′ / R x) even though the microlens array is a rectangular array. In Example 3-3 where ' = Py' / Ry ' ), the illumination shape when the emitted light irradiates the illumination target plane is a substantially square shape. Note that the illuminance distribution of FIG. 4C is a planar distribution at a position 1 m along the optical axis from the microlens array portion 131 (perpendicular to the optical axis). Moreover, as shown in Table 3, also in Examples 3-1 and 3-2, a substantially square illuminance distribution similar to that in FIG. 4C is obtained.

以上に述べた実施例3−1、3−2及び3−3の結果から、微小レンズ131mを長方形配列させても、比P/Rを等方的にすることによって、照明形状を正方形状に制御可能なことが理解される。また、本シミュレーション実験において、照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、照射光の均一化が促進されていることも確認されている。   From the results of Examples 3-1, 3-2, and 3-3 described above, the illumination shape can be made square by making the ratio P / R isotropic even if the microlenses 131m are arranged in a rectangular shape. It is understood that it can be controlled. Further, in this simulation experiment, no distribution corresponding to the blue and yellow rings in the central portion is seen in the illumination shape, and it has been confirmed that the uniformization of the irradiation light is promoted.

尚、実施例3−1における曲率半径R及びピッチPにおける異方性の程度は、
(Ry’−Rx’)/Rx’(=(Py’−Px’)/Px’)=+0.05(+5%)
であり、実施例3−2における曲率半径R及びピッチPにおける異方性の程度は、
(Ry’−Rx’)/Rx’(=(Py’−Px’)/Px’)=−0.05(−5%)
である。製造現場での光学系加工精度の下、少なくともこのような±5%の異方性を有する微小レンズ配列部131ならば、曲率半径R及びピッチPを上述したように調整して、照明形状を略正方形状に設定可能であることが実験により確認されている。
In addition, the degree of anisotropy in the radius of curvature R and the pitch P in Example 3-1 is as follows.
(R y '-R x') / R x '(= (P y' -P x ') / P x') = + 0.05 (+ 5%)
The degree of anisotropy in the curvature radius R and pitch P in Example 3-2 is
(R y '-R x') / R x '(= (P y' -P x ') / P x') = - 0.05 (-5%)
It is. If the microlens array unit 131 has at least ± 5% anisotropy under the optical system processing accuracy at the manufacturing site, the curvature radius R and the pitch P are adjusted as described above to change the illumination shape. Experiments have confirmed that it can be set to a substantially square shape.

以上、種々の実施例を用いて詳細に説明したように、本発明のLED照明デバイス10によれば、均一化光学体13によって、照射光の混色化・色均一化が促進されLED光源12に起因する黄色リング等の色ムラ発生を抑制可能となる。また、均一化光学体13の光学的構成(微小レンズ配置、曲率半径R及びピッチP)を、異なる方向それぞれに関して制御することによって、例えば従来の蛍光灯のような広範囲を遍く照らす照明状態から、スポットライトのような集光性の高い照明状態までを、色ムラ発生を抑制しつつ実現することが可能となる。   As described above in detail with reference to various embodiments, according to the LED illumination device 10 of the present invention, the uniformizing optical body 13 promotes the color mixing and color uniformity of the irradiation light, and the LED light source 12 It is possible to suppress the occurrence of color unevenness such as a yellow ring. In addition, by controlling the optical configuration (microlens arrangement, radius of curvature R and pitch P) of the uniformizing optical body 13 with respect to each of different directions, for example, from an illumination state that illuminates a wide range like a conventional fluorescent lamp, It is possible to realize a highly condensing illumination state such as a spotlight while suppressing occurrence of color unevenness.

また、本発明のLED照明デバイス10によれば、照明対象に応じた必要な照度と、照明対象の形状に適した照明形状とを、色ムラ発生を抑制しつつ実現することができる。これにより、照明対象外にはみ出して無駄になる出射光を大幅に低減可能となり、LED照明本来の低消費電力の下、十分な照度で照明対象を照らすことができる。その結果、より電力効率の良い照明が実現可能となる。   Moreover, according to the LED lighting device 10 of the present invention, it is possible to achieve a necessary illuminance according to the illumination target and an illumination shape suitable for the shape of the illumination target while suppressing occurrence of color unevenness. As a result, it is possible to greatly reduce the emitted light that is out of the illumination target and is wasted, and the illumination target can be illuminated with sufficient illuminance under the inherent low power consumption of the LED illumination. As a result, more efficient lighting can be realized.

ここで、略長方形状又は略正方形状における「略」の範囲を説明する。最初に、照明領域は、出射光の配光角(半値全角幅)範囲内の光が、LED照明デバイス10の直下にある(出射面の法線に垂直な)照明対象面を照明する領域であるとする。また、照明形状は、この照明領域の形状であるとする。この照明形状に外接する最小の長方形又は正方形を想定した際、この照明領域(照明形状)の面積Sと、この外接する長方形又は正方形の面積Sとの比r(≦1)が、
(2) r=S/S≧0.9
の条件を満たす場合、この照明領域の照明形状は「略」長方形状又は「略」正方形状であるとする。
Here, the range of “substantially” in a substantially rectangular shape or a substantially square shape will be described. First, the illumination region is a region in which light within the light distribution angle (full width at half maximum) range of the emitted light illuminates the illumination target surface (perpendicular to the normal of the emission surface) immediately below the LED illumination device 10. Suppose there is. The illumination shape is assumed to be the shape of this illumination area. When a minimum rectangle or square circumscribing the illumination shape is assumed, a ratio r (≦ 1) between the area S of the illumination region (illumination shape) and the area S 0 of the circumscribed rectangle or square is
(2) r = S / S 0 ≧ 0.9
When the above condition is satisfied, the illumination shape of the illumination area is assumed to be “substantially” rectangular or “substantially” square.

ここで、r=0.9の下限値は、実施例3−1における面積比S/Sの値であり、曲率半径R及びピッチPにおける異方性の程度が上述したように5%である場合の値である。製造現場での光学系加工精度の下、少なくとも異方性の設定が5%以上であれば異方性の照明形状に対する効果が確実となり、この際得られた照明形状を「略」長方形状の境界としたものである。また、上述した実施例1(表1、図4(A)、実施例2(表2、図4(B))、及び実施例3(表3、図4(C))における照明形状も、上式(2)の条件を満たすことが確認されている。 Here, the lower limit value of r = 0.9 is the value of the area ratio S / S 0 in Example 3-1, and the degree of anisotropy at the curvature radius R and the pitch P is 5% as described above. This is the value in some cases. Under the optical system processing accuracy at the manufacturing site, if the anisotropy setting is at least 5%, the effect on the anisotropic illumination shape is ensured. It is a boundary. Moreover, the illumination shape in Example 1 (Table 1, FIG. 4 (A), Example 2 (Table 2, FIG. 4 (B)), and Example 3 (Table 3, FIG. 4 (C)) mentioned above is also, It has been confirmed that the condition of the above formula (2) is satisfied.

尚、楕円の面積S’とこの楕円に外接する長方形の面積S’との比は、約0.79である。上述したr=0.9の値は、この約0.79と1との概ね中央値(中間値)となっている。さらに、略楕円形状における「略」の範囲についても、それぞれ内接する最大の楕円形の面積を用いて、同様に規定される。 The ratio of the area S ′ of the ellipse to the area S 0 ′ of the rectangle circumscribing the ellipse is about 0.79. The above-mentioned value of r = 0.9 is approximately the median (intermediate value) between about 0.79 and 1. Furthermore, the range of “substantially” in the substantially elliptical shape is similarly defined using the maximum elliptical area that is inscribed respectively.

[LED照明装置1] [LED lighting device 1]

図5は、本発明によるLED照明装置の一実施形態を示す、正面図、断面図及び背面図である。ここで、図5(B)は、図5(A)のA−A面による断面を示す。   FIG. 5 is a front view, a cross-sectional view, and a rear view showing an embodiment of an LED lighting device according to the present invention. Here, FIG. 5B shows a cross section taken along the plane AA of FIG.

図5(A)及び(B)によれば、LED照明装置1は、ケース16と、ケース16内に直列して配置された複数のLED照明デバイス10と、ケース16上部に設けられた開口に嵌るように設置された蓋体17と、各LED照明デバイス10に電力を供給するための電源線18とを備えている。   According to FIGS. 5A and 5B, the LED lighting device 1 includes a case 16, a plurality of LED lighting devices 10 arranged in series in the case 16, and an opening provided in the upper part of the case 16. A lid 17 is provided so as to be fitted, and a power line 18 for supplying power to each LED lighting device 10.

ケース16は、アルミダイキャスト、若しくはステンレス鋼等の金属材料、又はポリカーボネート、PET、若しくはアクリル等を含む非透過性のプラスチック材料で形成されており不透明である。ケース16は、板金加工によって形成されていてもよい。蓋体17は、強化ガラス等のガラス材料、又はポリカーボネート、PET、若しくはアクリル等を含む透過性のプラスチック材料等の透明材料で形成されている。また、複数のLED照明デバイス10は、微小レンズ配列部131を蓋体17に対向させて設置されている。これにより、複数のLED照明デバイス10からの出射光は、蓋体17を介して放射され、照射光となる。   The case 16 is made of a metal material such as aluminum die cast or stainless steel, or a non-permeable plastic material containing polycarbonate, PET, acrylic, or the like, and is opaque. Case 16 may be formed by sheet metal processing. The lid 17 is formed of a transparent material such as a glass material such as tempered glass, or a transparent plastic material including polycarbonate, PET, acrylic, or the like. Further, the plurality of LED lighting devices 10 are installed with the micro lens array part 131 facing the lid body 17. Thereby, the emitted light from the plurality of LED lighting devices 10 is radiated through the lid body 17 and becomes irradiation light.

複数のLED照明デバイス10の基台11は、互いに接触し連なって、又は所定の間隔をもって直線的に配置されている。変更態様として、これら複数の基台11を1つの回路基板に統合し、この回路基板上に、複数のLED光源12と、複数の均一化光学体13とを設置して複数のLED照明デバイス10としてもよい。   The bases 11 of the plurality of LED lighting devices 10 are arranged in contact with each other or linearly with a predetermined interval. As a modification mode, the plurality of bases 11 are integrated into one circuit board, and a plurality of LED light sources 12 and a plurality of uniformizing optical bodies 13 are installed on the circuit board to form a plurality of LED lighting devices 10. It is good.

尚、LED照明デバイス10の均一化光学体13、特に微小レンズ配列部131は、以上に説明した種々の実施形態(実施例1〜3)のいずれをも採用可能である。さらに、曲率半径R、ピッチP又はこれらの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面内における1つの軸の方向とこの軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている微小レンズ配列部131であれば、採用可能である。これにより、均一化の促進された、さらには照度及び照明形状が制御された出射光を放射することができる。   Any of the various embodiments (Examples 1 to 3) described above can be adopted as the homogenizing optical body 13 of the LED lighting device 10, particularly the microlens array portion 131. Further, the radius of curvature R, the pitch P, or both of them is between the direction of one axis in the lens arrangement plane for the radius of curvature R and the direction of the axis perpendicular to this axis, and the lens arrangement plane for the pitch P. If the microlens array portion 131 is different between the directions of the axes connecting the lens vertices, it can be adopted. As a result, it is possible to emit the emitted light whose uniformity is further promoted and whose illuminance and illumination shape are controlled.

図5(C)に示すように、電源線18は、例えば、ケース16の底面端部に設けられた切れ込み開口部160を介して、基台11から外部へ引き出される。この電源線18と切れ込み開口部160との間、及び蓋体17とケース16の開口との間には、使用環境に応じて、接着剤、シール部材等を用いた防水・防油処置が施されることも好ましい。   As shown in FIG. 5C, the power supply line 18 is drawn out from the base 11 to the outside through, for example, a slit opening 160 provided at the bottom end of the case 16. Between the power line 18 and the cut opening 160 and between the lid 17 and the opening of the case 16, a waterproof / oil-proof treatment using an adhesive, a seal member, or the like is performed according to the use environment. It is also preferred that

[LED照明装置の照明形状] [Lighting shape of LED lighting device]

図6は、本発明によるLED照明装置の照明形状に係る2つの実施形態を概略的に示す斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view schematically showing two embodiments according to the illumination shape of the LED illumination device according to the present invention.

図6(A)の実施形態によれば、LED照明装置1は、照明対象平面を照明している。このLED照明装置1では、複数のLED照明デバイス10が配列しており、照明対象平面は、これらLED照明デバイス10(均一化光学体13)の光軸に垂直な平面となっている。   According to the embodiment of FIG. 6A, the LED illumination device 1 illuminates the illumination target plane. In this LED illumination device 1, a plurality of LED illumination devices 10 are arranged, and the illumination target plane is a plane perpendicular to the optical axis of these LED illumination devices 10 (homogenizing optical bodies 13).

LED照明デバイス10は、例えば、上述した実施例1又は実施例3と同様の形態を採用したものであり、各LED照明デバイス10の出射光20が照明対象平面上になす照明領域200は、一定の幅W300の照明領域部分を含み、略長方形状又は略正方形状となるように設定されている。 The LED lighting device 10 employs, for example, the same form as that of the first embodiment or the third embodiment described above, and the illumination area 200 formed by the emitted light 20 of each LED lighting device 10 on the illumination target plane is constant. Including an illumination area portion having a width W of 300 , and is set to have a substantially rectangular shape or a substantially square shape.

尚、ここでも、略長方形状又は略正方形状における「略」の範囲は、上述した式(2)r=S/S≧0.9の条件を満たす範囲である。また、一定の幅における「一定」の範囲は、当該照明領域部分での幅(W300)の変動が±5%以内の範囲となる。略長方形状又は略正方形状は、幅W300の変動幅が±5%以内の照明領域を含むことが確認されている。 In this case as well, the range of “substantially” in the substantially rectangular shape or the substantially square shape is a range that satisfies the condition of the above-described formula (2) r = S / S 0 ≧ 0.9. Further, the “constant” range in the constant width is a range in which the variation of the width (W 300 ) in the illumination region portion is within ± 5%. It has been confirmed that the substantially rectangular shape or the substantially square shape includes an illumination region in which the fluctuation width of the width W 300 is within ± 5%.

この場合、LED照明装置1から放射される照射光30は、出射光20が互いに一部重畳しながら並んだものとなる。その結果、照射光30が照明対象平面上になす照明領域300は、照明領域200が互いに一部重畳しながら配列したものとなり、装置長手方向(LED照明デバイス10の配列方向:x軸方向)に伸長した略長方形状となる。   In this case, the irradiation light 30 emitted from the LED lighting device 1 is arranged such that the emitted light 20 is partially overlapped with each other. As a result, the illumination area 300 formed by the irradiation light 30 on the illumination target plane is arranged such that the illumination areas 200 partially overlap each other, and is in the apparatus longitudinal direction (array direction of the LED illumination device 10: x-axis direction). It becomes the extended substantially rectangular shape.

図6(B)の実施形態によれば、照明装置内のLED照明デバイス10は、例えば、上述した実施例2と同様の形態を採用したものであり、各LED照明デバイス10の出射光21が照明対象平面上になす照明領域210は、略楕円形状となるように設定されている。   According to the embodiment of FIG. 6B, the LED lighting device 10 in the lighting device adopts, for example, the same form as in the above-described embodiment 2, and the emitted light 21 of each LED lighting device 10 is The illumination area 210 formed on the illumination target plane is set to be substantially elliptical.

この場合、LED照明装置1から放射される照射光31は、出射光21が互いに一部重畳しながら並んだものとなる。その結果、照射光31が照明対象平面上になす照明領域310は、照明領域210が互いに一部重畳しながら配列したものとなり、一定の幅W310の照明領域部分を有していて、装置長手方向(x軸方向)の両端辺が湾曲した長方形状となる。 In this case, the irradiation light 31 radiated from the LED lighting device 1 is arranged such that the emitted light 21 is partially overlapped with each other. As a result, the illumination area 310 formed by the irradiation light 31 on the illumination target plane is arranged such that the illumination areas 210 partially overlap each other, and has an illumination area portion having a certain width W 310 , and the longitudinal direction of the apparatus. It becomes a rectangular shape in which both sides in the direction (x-axis direction) are curved.

以上述べた実施形態によれば、LED照明装置から、均一化の促進された、さらには照明形状が制御された照射光を得ることが可能となる。ここで、この照射光の照明形状を、照射対象の形状に合わせることによって、概ね照明対象のみを照明することができる。その結果、必要な照度が、必要なだけの範囲で、高い電力効率の下確保可能となる。   According to the embodiment described above, it is possible to obtain irradiation light whose uniformity is promoted and whose illumination shape is controlled from the LED illumination device. Here, by matching the illumination shape of the irradiation light to the shape of the irradiation target, it is possible to illuminate only the lighting target. As a result, the required illuminance can be ensured with high power efficiency within the required range.

[作業台の照明] [Workbench lighting]

図7は、本発明のLED照明装置による照明方法における一実施形態を概略的に示す斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view schematically showing an embodiment of the illumination method by the LED illumination device of the present invention.

図7によれば、LED照明装置1は、照射対象面である作業エリア3sを備えた作業台3に設置されている。作業エリア3sは正方形状を有する。ここで、作業エリア3sの直上には作業用器具が設置されているため、LED照明装置1は、作業エリア3sの斜め上方の位置に設置され、作業エリア3sを照明する。   According to FIG. 7, the LED lighting device 1 is installed on a work table 3 having a work area 3 s that is a surface to be irradiated. The work area 3s has a square shape. Here, since the work implement is installed immediately above the work area 3s, the LED lighting device 1 is installed at a position obliquely above the work area 3s to illuminate the work area 3s.

LED照明装置1から放射される照射光33は、(LED照明デバイス10の)光軸に垂直な面330において、一定の幅W33の照明領域を有していて、略長方形状を有する。しかしながら、照射光33は作業エリア3sに対して斜めに入射するため、照明光33による作業エリア3sでの照明領域331は、略正方形状となる。ここで、照射光33は、この自身の略正方形状を作業エリア3sの正方形状に概ね一致させることによって、作業エリア3sのみを余さず照明することが可能となる。 The irradiation light 33 radiated from the LED lighting device 1 has an illumination region with a certain width W 33 on a surface 330 perpendicular to the optical axis (of the LED lighting device 10), and has a substantially rectangular shape. However, since the irradiation light 33 is obliquely incident on the work area 3s, the illumination area 331 in the work area 3s by the illumination light 33 is substantially square. Here, the irradiation light 33 can illuminate only the work area 3 s by making the substantially square shape of the irradiation light 33 substantially coincide with the square shape of the work area 3 s.

ここで変更態様として、面330において略長方形状又は略正方形状の照射光33を用いて、長短辺比の異なる略長方形状の照明領域331を実現することも可能である。または、面330において略楕円形状の照射光33を用いて、略円形状、又は長短軸比の異なる略楕円形状の照明領域331を実現することも可能である。   Here, as a modification, it is also possible to realize a substantially rectangular illumination region 331 having a different long / short side ratio by using the irradiation light 33 having a substantially rectangular shape or a substantially square shape on the surface 330. Alternatively, a substantially elliptical illumination region 331 having a substantially circular shape or a different major / short axis ratio can be realized by using the substantially elliptical irradiation light 33 on the surface 330.

尚、照明領域331の照明形状における直交する辺の比又は直交する軸の比は、LED照明装置1からの照射光33の光軸と作業エリア3sの法線とがなす角度θ40を調整することによって、相当の範囲で任意に設定可能である。以上、本実施形態においても、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明が実現される。 The ratio of the orthogonal sides or the ratio of the orthogonal axes in the illumination shape of the illumination area 331 adjusts the angle θ 40 formed by the optical axis of the irradiation light 33 from the LED illumination device 1 and the normal line of the work area 3s. Thus, it can be arbitrarily set within a considerable range. As described above, also in the present embodiment, it is possible to realize illumination that is free of waste and in which color unevenness is suppressed, in which illuminance required according to the illumination target is ensured.

[LED照明装置1による道路・通路又はとう道の照明] [Lighting of roads, passages or roads by LED lighting device 1]

図8は、本発明のLED照明装置による照明方法における他の実施形態を説明するための概略図である。尚、各図中には照明の向きの指標となるXYZ座標系が示されている。   FIG. 8 is a schematic view for explaining another embodiment in the illumination method by the LED illumination device of the present invention. In each figure, an XYZ coordinate system serving as an indicator of the direction of illumination is shown.

図8(A)は、LED照明装置1を用いて道路(又は通路)5を照明した実施形態を示す。ここで、LED照明装置1のLED照明デバイス10は、例えば、実施例1又は3と同様の形態を採用したものであり、LED照明装置1の照明領域340は、一定の幅の照明領域部分を有しており、略長方形状(又は略正方形状)となるように設定されている。   FIG. 8A shows an embodiment in which the road (or passage) 5 is illuminated using the LED lighting device 1. Here, the LED illumination device 10 of the LED illumination device 1 adopts, for example, the same form as in the first or third embodiment, and the illumination region 340 of the LED illumination device 1 has an illumination region portion having a certain width. And has a substantially rectangular shape (or a substantially square shape).

図8(A)によれば、LED照明装置1は、道路5の幅方向(X軸方向)における少なくとも一方の端部の上方に所定の間隔Dをもって設置されている。ここで、LED照明装置1から放射される照射光34は、照射対象面である路面50を照射し、路面50上で略長方形状の照明領域340を形成する。 According to FIG. 8 (A), LED illumination device 1 is installed at a predetermined distance D 1 above the at least one end portion in the width direction of the road 5 (X-axis direction). Here, the irradiation light 34 radiated from the LED lighting device 1 irradiates the road surface 50 that is the irradiation target surface, and forms a substantially rectangular illumination region 340 on the road surface 50.

これら複数のLED照明装置1によって形成される照明領域340は、隣り合うもの同士で互いに一部重畳して重畳領域340vを形成しながら、道路5の長手方向(Y軸方向)に配列する。その結果、路面50の照明領域全体の照明形状は、照射光34による略長方形状が互いに一部重畳しながら道路5の長手方向(Y軸方向)に配列した形状となる。   The illumination areas 340 formed by the plurality of LED illumination devices 1 are arranged in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road 5 while forming an overlapping area 340v by partially overlapping each other. As a result, the illumination shape of the entire illumination area of the road surface 50 is a shape arranged in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road 5 while the substantially rectangular shapes by the irradiation light 34 partially overlap each other.

また、LED照明装置1は、路面50に対して先端部をもたげるように設置されている。これにより、装置1内のLED照明デバイス10の出射面は、路面50の長手軸(Y軸)と直交する横断面(ZX面)内において路面50に対して角度θelをなす。その結果、照射光34の光軸は、ZX面内において路面50の法線に対して角度θelだけ傾く。 Further, the LED lighting device 1 is installed so as to have a tip portion with respect to the road surface 50. Thereby, the exit surface of the LED lighting device 10 in the apparatus 1 forms an angle θ el with respect to the road surface 50 in a cross section (ZX plane) orthogonal to the longitudinal axis (Y axis) of the road surface 50. As a result, the optical axis of the irradiation light 34 is inclined by the angle θ el with respect to the normal line of the road surface 50 in the ZX plane.

尚、LED照明デバイス10の出射面は、微小レンズ配列部131の上面(微小レンズの各頂点を含む面)であり、レンズ配列面131aに平行な面となる。また、照射光34の光軸は、LED照明装置1内のLED照明デバイス10からの出射光の光軸方向の軸であって、装置1内に配列したLED照明デバイス10の出射面全体の領域の中心を貫く軸と定義される。   The exit surface of the LED illumination device 10 is the upper surface of the microlens array portion 131 (the surface including each vertex of the microlens) and is a surface parallel to the lens array surface 131a. Further, the optical axis of the irradiation light 34 is an axis in the optical axis direction of the emitted light from the LED lighting device 10 in the LED lighting device 1, and is a region of the entire emitting surface of the LED lighting device 10 arranged in the device 1. Is defined as the axis through the center of

このように、照射光34の光軸を路面50の法線に対して傾けることによって、照明領域340のX軸方向の幅W340を変化させ、図8(B)に示すように、この幅W340を、路面50のX軸方向の幅W50に概ね一致させることができる。これにより、照明領域340の幅方向(X軸方向)において、道路5の照明に要求される必要最低照度(例えば3lx)を確保することができる。尚、上記の「概ね一致させる」は、照明領域340の幅W340と必要最低照度以上の照度範囲幅とが通常概ね一致すること、を前提としている。実際には、例えば、照明領域340の幅W340を路面50の幅W50よりも若干小さくしても必要最低照度を満たすことができる場合もあり、またその逆の場合もあり、上記の「概ね一致させる」は、これらの範囲をも含む意味とする。 In this way, by tilting the optical axis of the irradiation light 34 with respect to the normal line of the road surface 50, the width W 340 of the illumination region 340 in the X-axis direction is changed, and as shown in FIG. W 340 can be substantially matched with the width W 50 of the road surface 50 in the X-axis direction. Thereby, in the width direction (X-axis direction) of the illumination region 340, the necessary minimum illuminance (for example, 3lx) required for the illumination of the road 5 can be ensured. The above “substantially match” is based on the premise that the width W 340 of the illumination area 340 and the illuminance range width equal to or greater than the required minimum illuminance generally match each other. Actually, for example, even if the width W 340 of the illumination area 340 is slightly smaller than the width W 50 of the road surface 50, the required minimum illuminance may be satisfied, and vice versa, “Mostly match” is intended to include these ranges as well.

一方、従来の凸レンズを用いたLED照明装置では、照射形状は、円形状又は円形状に近い楕円状となる。その結果、図8(C)に示すように、路面50上に必要な照度を提供しようとすると、照明形状の径を路面50の幅W50よりも大きくせざるを得ないので、照明光は路面50外の不要部分も相当に照明する。その結果、照明用の電力に無駄が生じてしまう。また、この事情は、このLED照明装置を例えZX面内で傾けて設置したとしても解決するものではない。 On the other hand, in the LED lighting device using the conventional convex lens, the irradiation shape is a circular shape or an elliptical shape close to a circular shape. As a result, as shown in FIG. 8 (C), when you try to provide illumination required on the road surface 50, since the diameter of the illumination shape larger inevitably than the width W 50 of the road surface 50, the illumination light Unnecessary portions outside the road surface 50 are also illuminated considerably. As a result, the power for illumination is wasted. Moreover, this situation cannot be solved even if this LED lighting device is inclined and installed in the ZX plane.

これに対して、本発明によるLED照明装置1を用いた照明では、図8(B)に示すように、照明形状を路面50と概ね一致させることができる。従って、照明光34が路面50外の不要部分を照明することを十分に抑制可能となる。   On the other hand, in the illumination using the LED illumination device 1 according to the present invention, the illumination shape can be made approximately coincident with the road surface 50 as shown in FIG. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the illumination light 34 from illuminating unnecessary portions outside the road surface 50.

さらに、照明領域340内で最も照度が低い、路面50の長手方向(Y軸方向)での端部は、隣り合う照明領域340の端部と重畳し、重畳領域340vを形成している。その結果、例え照明領域340単独では同領域内に必要最低照度(例えば防犯灯の場合、3lx)が確保されない区域が存在するとしても、重畳領域340vにおいてこの必要最低照度を確保できるように調整することによって、路面50上全体で必要な照度を確保可能となる。   Furthermore, the end portion in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road surface 50 having the lowest illuminance in the illumination region 340 overlaps with the end portion of the adjacent illumination region 340 to form an overlap region 340v. As a result, even if there is an area where the required minimum illuminance (for example, 3lx in the case of a security light) is not ensured in the illumination area 340 alone, adjustment is performed so that the necessary minimum illuminance can be ensured in the overlapping area 340v. This makes it possible to secure the necessary illuminance on the entire road surface 50.

また、重畳領域340vを設けて必要最低照度を確保する場合、照明領域340内での最大照度の値を、不要に高くせずに抑えることができる。これにより、照明領域全体における照度の高低差を小さくし、必要最低照度を確保するために必要とされる消費電力を低減することが可能となる。   Further, when the necessary minimum illuminance is ensured by providing the overlapping region 340v, the value of the maximum illuminance in the illumination region 340 can be suppressed without being unnecessarily increased. This makes it possible to reduce the height difference of the illuminance in the entire illumination area and to reduce the power consumption required to ensure the necessary minimum illuminance.

尚、照明領域340単独で必要最低照度が確保される場合、図8(B)の照明領域340′のように、隣り合う照明領域同士が互いに隣接して配置されてもよい。この場合、重畳領域340vを設けないので、照明領域の大きさ・形状が変わらないとすると、道路50の単位長さ当たりに必要とされるLED照明装置1の数を低減することができる。   When the required minimum illuminance is ensured by the illumination area 340 alone, adjacent illumination areas may be arranged adjacent to each other as in the illumination area 340 ′ of FIG. 8B. In this case, since the overlapping region 340v is not provided, the number of LED lighting devices 1 required per unit length of the road 50 can be reduced if the size and shape of the illumination region are not changed.

いずれにしても、LED照明装置1内の微小レンズ配列部131では、複数の微小レンズ131mの曲率半径R、ピッチP、又は曲率半径R及びピッチPの両方を、レンズ配列面131a内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。その結果、LED照明デバイス10の出射光、即ちLED照明装置1の照射光、におけるZX面内での配光角(又はFWHM)と、YZ面内での配光角(又はFWHM)とを独立して、それぞれ個別に制御することができる。従って、道路(又は通路)5の幅方向(X軸方向)における照明領域340の範囲と、道路(又は通路)5の長手方向(Y軸方向)における照明領域340の範囲とが、それぞれ個別に制御可能となる。これにより、路面50の幅方向及び長手方向の両方に関して、路面50に合った照明領域(照明形状)が実現可能となる。   In any case, in the microlens array unit 131 in the LED lighting device 1, the curvature radius R and pitch P of the plurality of microlenses 131m, or both the curvature radius R and pitch P are determined in the lens array surface 131a. Different values are set and controlled between directions. As a result, the light distribution angle (or FWHM) in the ZX plane and the light distribution angle (or FWHM) in the YZ plane of the emitted light of the LED lighting device 10, that is, the irradiation light of the LED lighting device 1, are independent. Each can be controlled individually. Therefore, the range of the illumination region 340 in the width direction (X-axis direction) of the road (or passage) 5 and the range of the illumination region 340 in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road (or passage) 5 are individually set. Control becomes possible. Thereby, the illumination area (illumination shape) suitable for the road surface 50 can be realized in both the width direction and the longitudinal direction of the road surface 50.

以上、LED照明装置1を用いることによって、路面50に応じて必要となる照度が確保される、無駄のない照明が実現可能となる。   As described above, by using the LED lighting device 1, it is possible to realize illumination without waste, in which illuminance required according to the road surface 50 is ensured.

図9は、図8に示した、照射光34の光軸を路面50の法線に対して傾ける実施形態を説明するための概略図、及びLED照明装置1を、とう道内に設置した様子を示す概略図である。   FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the embodiment shown in FIG. 8 in which the optical axis of the irradiation light 34 is inclined with respect to the normal line of the road surface 50, and a state in which the LED lighting device 1 is installed in the road. FIG.

図9(A)は、路面50に対して先端部をもたげるように設置されたLED照明装置1と、道路5との関係を示す概略図である。同図によれば、LED照明装置1は、道路(又は通路)5の脇に立てられたL字状のポールの先端部に、ZX面内において路面50に対して角度θelをなして傾くように取り付けられている。その結果、照射光34の光軸も、ZX面内において路面50の法線に対して角度θelで傾いている。尚、図9(A)の破線で示したように、LED照明装置1を、路面50の幅方向(X軸方向)の中央直上に、路面50に対して平行に設置することも可能である。この場合、照射光34の光軸も、路面50の法線に対して平行となる。 FIG. 9A is a schematic diagram showing a relationship between the LED lighting device 1 installed so as to have a tip portion with respect to the road surface 50 and the road 5. According to the figure, the LED lighting device 1 is inclined at an angle θ el with respect to the road surface 50 in the ZX plane at the tip of an L-shaped pole standing on the side of the road (or passage) 5. It is attached as follows. As a result, the optical axis of the irradiation light 34 is inclined at an angle theta el with respect to the normal to the road surface 50 in the ZX plane. In addition, as shown with the broken line of FIG. 9 (A), it is also possible to install the LED illuminating device 1 in parallel with the road surface 50 directly above the center of the road surface 50 in the width direction (X-axis direction). . In this case, the optical axis of the irradiation light 34 is also parallel to the normal line of the road surface 50.

図9(B)は、LED照明装置1を、とう道6内に設置した様子を示す。とう道6は、通信ケーブル・送電ケーブル・ガス管等を収容するためのケーブル(・管)棚61を有し、作業用に人が立ち入れる大きさのトンネル通路である。   FIG. 9B shows a state in which the LED lighting device 1 is installed in the path 6. The road 6 has a cable (/ tube) shelf 61 for accommodating a communication cable, a power transmission cable, a gas pipe, and the like, and is a tunnel passage that is large enough for a person to enter for work.

図9(B)によれば、LED照明装置1は、とう道6の天井部中央に設置され、照射光35の照明領域350は、床面60、及び少なくともケーブル棚61の位置を含む側面60sの下方部分に及ぶ。即ち、照明領域350は、作業対象であるケーブル棚61のケーブル(・管)を照明できるように設定される。   According to FIG. 9B, the LED lighting device 1 is installed in the center of the ceiling portion of the road 6, and the illumination area 350 of the irradiation light 35 includes a floor surface 60 and at least a side surface 60 s including the position of the cable shelf 61. The lower part of That is, the illumination area 350 is set so as to illuminate the cable (• pipe) of the cable shelf 61 that is the work target.

ここで、照明領域350の照明形状を略長方形状とすると、側面60sにおける照明領域350の上端(境界)は、とう道6の長手方向(Y軸方向)に沿って伸長するケーブル棚61よりも上方にあって、このケーブル棚61と平行して伸長する直線状となる。これにより、ケーブル棚61をこの長手方向(Y軸方向)に沿って全て、しかも無駄なく、照明することが可能となる。   Here, if the illumination shape of the illumination region 350 is substantially rectangular, the upper end (boundary) of the illumination region 350 on the side surface 60s is more than the cable shelf 61 extending along the longitudinal direction (Y-axis direction) of the path 6. It is on the upper side and becomes a straight line extending in parallel with the cable shelf 61. As a result, the cable shelf 61 can be illuminated all along the longitudinal direction (Y-axis direction) without waste.

尚、変更態様として、図9(B)の破線で示したように、LED照明装置1を床面60中央部から見て斜め上方に設置し、照射光35の光軸を、床面60の法線に対して傾けることも可能である。   As a change mode, as shown by the broken line in FIG. 9B, the LED illumination device 1 is installed obliquely upward as viewed from the center of the floor surface 60, and the optical axis of the irradiation light 35 is changed to that of the floor surface 60. It is also possible to tilt with respect to the normal.

ここで、とう道6の照明における条件として、必要最低照度は、例えば5lxであり、照明領域内の平均照度は、例えば15lx以上であり、照明装置の間隔は、例えば10mである。LED照明装置1を用いて以上に述べた照明を実施することによって、この条件を満たす照明を実施可能であることが、シミュレーション実験によって分かっている。   Here, as a condition for illumination of the way 6, the necessary minimum illuminance is, for example, 5 lx, the average illuminance in the illumination area is, for example, 15 lx or more, and the interval between the illumination devices is, for example, 10 m. It is known from simulation experiments that it is possible to implement illumination satisfying this condition by performing the illumination described above using the LED illumination device 1.

尚、とう道6内において、LED照明装置1をつり下げることなく、とう道6の天井部に設置することも好ましい。これにより、高さに制限のあるとう道6内において、照明装置の高さを十分にとり、照明領域を広げることが容易となる。さらに、照明装置からの照射光が作業者の目に直接入り作業の妨げになる事態を回避し易くなる。また、とう道6に設置されるLED照明装置1には、停電時に、避難時間として例えば30分間の照明を保証するための2次電池が設けられていることも好ましい。   In addition, it is also preferable to install in the ceiling part of the road 6 without hanging down the LED lighting apparatus 1 in the road 6. As a result, it becomes easy to take a sufficient height of the lighting device and widen the illumination area in the road 6 with a limited height. Furthermore, it becomes easy to avoid the situation where the irradiation light from the lighting device directly enters the eyes of the worker and hinders the work. Moreover, it is also preferable that the LED lighting device 1 installed on the road 6 is provided with a secondary battery for guaranteeing illumination for, for example, 30 minutes as an evacuation time at the time of a power failure.

図10(A)は、図9(A)に示した、路面50の幅W50に照明領域340の幅W340を一致させるための角度θelの設定及びLED照明装置1の位置の設定を説明するための概略図である。ここで、説明を簡潔に行うため、照射光34はLED照明装置1の1点から放射されるものと近似する。尚、以下の説明は、後に説明するLED照明装置7、8、9及び9’による照明にも当てはまる内容である。 10A shows the setting of the angle θ el and the setting of the position of the LED lighting device 1 for making the width W 340 of the illumination area 340 coincide with the width W 50 of the road surface 50 shown in FIG. 9A. It is the schematic for demonstrating. Here, for the sake of brevity, the irradiation light 34 approximates that emitted from one point of the LED lighting device 1. In addition, the following description is the content applicable also to the illumination by LED illuminating device 7, 8, 9 and 9 'demonstrated later.

図10(A)に示すように、照明領域340の幅W340が、路面50の幅W50に一致しているとする。また、LED照明装置1からの照射光34の照射角をαとし、LED照明装置1(の点光源位置)の路面50からの高さをhとする。尚、照射角とは、照明領域を形成する照射光を構成する光線が広がっている角度範囲である。 As shown in FIG. 10A, it is assumed that the width W 340 of the illumination region 340 matches the width W 50 of the road surface 50. Further, the irradiation angle of the irradiation light 34 from the LED lighting device 1 is α, and the height from the road surface 50 of the LED lighting device 1 (the point light source position) is h 1 . Note that the irradiation angle is an angular range in which light rays constituting the irradiation light forming the illumination area spread.

この場合、角度θelは、次式
(3) W50=h・tan(α/2+θel)+h・tan(α/2−θel
を満たす。従って、この式(3)を解くことによって、W340=W50の条件下での角度θelが得られる。
In this case, the angle θ el is expressed by the following equation (3) W 50 = h 1 · tan (α / 2 + θ el ) + h 1 · tan (α / 2−θ el )
Meet. Accordingly, by solving the equation (3), the angle θ el under the condition of W 340 = W 50 can be obtained.

また、上式(3)を解いて得られた角度θelを用いて、LED照明装置1(の点光源位置)の路面50端からの幅方向(X軸方向)での位置lが、次式
(4) l=h・tan(α/2−θel
を計算することによって得られる。
Further, by using the angle θ el obtained by solving the above equation (3), the position l 1 in the width direction (X-axis direction) from the end of the road surface 50 of the LED lighting device 1 (the point light source position thereof) is The following equation (4) l 1 = h 1 tan (α / 2−θ el )
Is obtained by calculating

図10(B)は、照射光36による照明領域360を互いに隣接又一部重畳させながら長手方向に配列させるための照射光の照射角βの設定を説明するための概略図である。ここで、説明を簡潔に行うため、照射光36はLED照明装置1の1点から放射されるものと近似し、さらに、角度θel=0°とする。 FIG. 10B is a schematic diagram for explaining the setting of the irradiation angle β of the irradiation light for arranging the illumination regions 360 by the irradiation light 36 adjacent to each other or partially overlapping with each other in the longitudinal direction. Here, for the sake of brevity, the irradiation light 36 is approximated to that emitted from one point of the LED lighting device 1, and the angle θ el = 0 °.

図10(B)に示すように、LED照明装置1からの照射光36のYZ面内における照射角をβとし、LED照明装置1(の点光源位置)の路面50からの高さをhとする。この場合、照明領域360を互いに隣接又一部重畳させる条件は、次式
(5) β≧2・tan−1(D/(2h))
で表される。即ち、式(5)を満たす照射角βを有するLED照明装置1を採用することによって、路面50全体を隈無く照明することが可能となる。
As shown in FIG. 10B, the irradiation angle in the YZ plane of the irradiation light 36 from the LED lighting device 1 is β, and the height from the road surface 50 of the LED lighting device 1 (the point light source position) is h 1. And In this case, the condition for causing the illumination areas 360 to be adjacent to each other or partially overlap each other is as follows: (5) β ≧ 2 · tan −1 (D 1 / (2h 1 ))
It is represented by That is, by adopting the LED illumination device 1 having the irradiation angle β satisfying the expression (5), it is possible to illuminate the entire road surface 50 without any problem.

いずれにしても、LED照明装置1内の微小レンズ配列部131では、複数の微小レンズ131mの曲率半径R、ピッチP、又は曲率半径R及びピッチPの両方を、レンズ配列面131a内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。その結果、LED照明デバイス10の出射光におけるZX面内での配光角(又はFWHM)と、YZ面内での配光角(又はFWHM)とを、さらにはLED照明装置1の照射光のZX面内での照射角とYZ面内での照射角とを、独立してそれぞれ個別に制御することができる。従って、道路(又は通路)5の幅方向(X軸方向)における照明領域360の範囲と、道路(又は通路)5の長手方向(Y軸方向)における照明領域360の範囲とが、それぞれ個別に制御可能となる。これにより、路面50の幅方向及び長手方向の両方に関して、路面50に合った照明領域(照明形状)が実現可能となる。   In any case, in the microlens array unit 131 in the LED lighting device 1, the curvature radius R and pitch P of the plurality of microlenses 131m, or both the curvature radius R and pitch P are determined in the lens array surface 131a. Different values are set and controlled between directions. As a result, the light distribution angle (or FWHM) in the ZX plane and the light distribution angle (or FWHM) in the YZ plane of the emitted light of the LED lighting device 10, and further the irradiation light of the LED lighting device 1 The irradiation angle in the ZX plane and the irradiation angle in the YZ plane can be independently controlled. Therefore, the range of the illumination region 360 in the width direction (X-axis direction) of the road (or passage) 5 and the range of the illumination region 360 in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road (or passage) 5 are individually determined. Control becomes possible. Thereby, the illumination area (illumination shape) suitable for the road surface 50 can be realized in both the width direction and the longitudinal direction of the road surface 50.

[LED照明装置7] [LED lighting device 7]

図11は、本発明によるLED照明装置の他の実施形態を示す、正面図、断面図及び側面図である。ここで、図11(B)は、図11(A)のB−B面による断面を示す。   FIG. 11 is a front view, a sectional view, and a side view showing another embodiment of the LED lighting device according to the present invention. Here, FIG. 11B shows a cross section taken along plane B-B in FIG.

図11(A)〜(C)によれば、LED照明装置7は、筐体71と、筐体71の設置面上に2列に配置された複数のLED照明デバイス10と、これらLED照明デバイス10を覆うように、取り付けネジ74を用いて筐体71の上部に取り付けられたカバー72と、各LED照明デバイス10に電力を供給するための電源線73とを備えている。   11A to 11C, the LED lighting device 7 includes a housing 71, a plurality of LED lighting devices 10 arranged in two rows on the installation surface of the housing 71, and these LED lighting devices. 10, a cover 72 attached to the upper portion of the housing 71 using attachment screws 74 and a power line 73 for supplying power to each LED lighting device 10 are provided.

筐体71は、装置7の長手方向(x軸方向)に伸長していて互いに角度θ71をなすように傾斜した第1設置面710及び第2設置面711を有している。このうち、第1設置面710に一列をなして設置された複数のLED照明デバイス10が第1群10fをなし、第2設置面711に一列をなして設置された複数のLED照明デバイス10が第2群10sをなす。従って、第1群10fに属するLED照明デバイス10と、第2群10sに属するLED照明デバイス10とは、互いの出射面が角度θ71をなすように配置されている。 The casing 71 has a first installation surface 710 and a second installation surface 711 that extend in the longitudinal direction (x-axis direction) of the device 7 and are inclined so as to form an angle θ 71 with each other. Among them, the plurality of LED lighting devices 10 installed in a row on the first installation surface 710 form the first group 10f, and the plurality of LED lighting devices 10 installed in a row on the second installation surface 711 are included. The second group 10s is formed. Accordingly, the LED lighting device 10 belonging to the first group 10f, and the LED lighting device 10 belonging to the second group 10s, the exit surface of each other are arranged at an angle theta 71.

これら第1群10fの光軸X10fと第2群10sの光軸X10sとは、yz面内において、角度
(6) θ7x=π−θ71 (単位はラジアン)
をなして互いから傾いている。尚、本実施形態において、θ71はπ(180°)未満である(従って、θ7x>0)。
These optical axis X 10f of the first group 10f and the optical axis X 10s of the second group 10s, in the yz plane, the angle (6) θ 7x = π- θ 71 ( in radians)
They are leaning from each other. In the present embodiment, θ 71 is less than π (180 °) (thus θ 7x > 0).

尚、第1群10f(第2群10s)の光軸は、第1群10f(第2群10s)に属する各LED照明デバイス10からの出射光の光軸方向の軸であって、第1群10f(第2群10s)に属するこれらLED照明デバイス10の出射面全体の領域の中心を貫く軸と定義される。   The optical axis of the first group 10f (second group 10s) is an axis in the optical axis direction of the emitted light from each LED lighting device 10 belonging to the first group 10f (second group 10s), and is the first axis. It is defined as an axis that passes through the center of the entire region of the emission surface of the LED lighting devices 10 belonging to the group 10f (second group 10s).

ここで、光軸のなす角度θ7xは、後に詳述するように、第1群10fからの照射光による照明形状と第2群10sからの照射光による照明形状とが互いに隣接又は一部重畳しながら並ぶことによって装置7からの照射光による照明形状を形成する、ように調整される。 Here, as described in detail later, the angle θ 7x formed by the optical axis is such that the illumination shape by the irradiation light from the first group 10f and the illumination shape by the irradiation light from the second group 10s are adjacent to each other or partially overlapped. The illumination shape by the irradiation light from the device 7 is formed by aligning them while being arranged.

筐体71は、アルミダイキャスト、若しくはステンレス鋼等の金属材料、又はポリカーボネート、PET、若しくはアクリル等を含む非透過性のプラスチック材料で形成されており不透明である。筐体71は、板金加工によって形成されていてもよい。カバー72は、強化ガラス等のガラス材料、又はポリカーボネート、PET、若しくはアクリル等を含む透過性のプラスチック材料等の透明材料で形成されている。   The casing 71 is made of a metal material such as aluminum die-casting or stainless steel, or a non-permeable plastic material including polycarbonate, PET, acrylic, or the like, and is opaque. The casing 71 may be formed by sheet metal processing. The cover 72 is made of a transparent material such as a glass material such as tempered glass, or a transparent plastic material including polycarbonate, PET, acrylic, or the like.

また、第1群10f及び第2群10sのそれぞれにおいて、複数のLED照明デバイス10の基台11は、互いに接触し連なって、又は所定の間隔をもって直線的に配置されている。変更態様として、これら複数の基台11を1つの回路基板に統合し、この回路基板上に、複数のLED光源12と、複数の均一化光学体13とを設置して、第1群10f及び第2群10sのそれぞれを構成する複数のLED照明デバイス10としてもよい。   Further, in each of the first group 10f and the second group 10s, the bases 11 of the plurality of LED lighting devices 10 are in contact with each other or arranged linearly at a predetermined interval. As a modification, the plurality of bases 11 are integrated into one circuit board, and a plurality of LED light sources 12 and a plurality of uniformizing optical bodies 13 are installed on the circuit board, and the first group 10f and It is good also as the some LED lighting device 10 which comprises each of 2nd group 10s.

さらに、他の実施形態として、第1群10fの複数のLED照明デバイス10と、第2群10sの複数のLED照明デバイス10とが、交互に配置されて、又は混在して、1つの列をなしていてもよい。交互に配置された場合、列をなすLED照明デバイス10毎に、光軸X10fと光軸X10sとが入れ替わる。また、更なる他の実施形態として、第1群10fの複数のLED照明デバイス10と、第2群10sの複数のLED照明デバイス10とが、互いの前後に連なって1つの列をなしていてもよい。 Furthermore, as another embodiment, a plurality of LED lighting devices 10 in the first group 10f and a plurality of LED lighting devices 10 in the second group 10s are alternately arranged or mixed to form one row. It may be done. When arranged alternately, the optical axis X 10f and the optical axis X 10s are switched for each LED lighting device 10 in a row. As still another embodiment, the plurality of LED lighting devices 10 of the first group 10f and the plurality of LED lighting devices 10 of the second group 10s are connected in the front and back of each other to form one row. Also good.

尚、LED照明デバイス10の均一化光学体13、特に微小レンズ配列部131は、以上に説明した種々の実施形態(実施例1〜3)のいずれをも採用可能であり、均一化の促進された、さらには照度及び照明形状が制御された出射光を放射可能である。   Any of the various embodiments (Examples 1 to 3) described above can be used for the homogenizing optical body 13 of the LED lighting device 10, particularly the microlens array unit 131, and the homogenization is promoted. Furthermore, it is possible to emit outgoing light with controlled illuminance and illumination shape.

[LED照明装置8] [LED lighting device 8]

図12は、本発明によるLED照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。ここで、図12(B)は、図12(A)のC−C面による断面を示す。   FIG. 12 is a front view and a sectional view showing still another embodiment of the LED lighting device according to the present invention. Here, FIG. 12B shows a cross section taken along the CC plane of FIG.

図12(A)及び(B)によれば、LED照明装置8は、筐体81と、筐体81の設置面上に並列して配置された4本のLED照明デバイス体100、101、102及び103と、これらLED照明デバイス体100〜103を覆うように、取り付けネジ84を用いて筐体81の上部に取り付けられたカバー82と、各LED照明デバイス10に電力を供給するための電源線83とを備えている。   According to FIGS. 12A and 12B, the LED lighting device 8 includes a housing 81 and four LED lighting device bodies 100, 101, 102 arranged in parallel on the installation surface of the housing 81. And 103, a cover 82 attached to the upper part of the housing 81 using attachment screws 84 so as to cover these LED lighting device bodies 100 to 103, and a power supply line for supplying power to each LED lighting device 10 83.

各LED照明デバイス体100〜103は、LED照明デバイス10の基台11が統合したものに対応する1つの回路基板を用い、この回路基板上に、複数のLED光源12と、複数の均一化光学体13とを設置したものである。従って、LED照明デバイス体100〜103は、それぞれ複数のLED照明デバイス10からなる第1群〜第4群に相当することになる。   Each LED lighting device body 100 to 103 uses one circuit board corresponding to the integrated base 11 of the LED lighting device 10, and a plurality of LED light sources 12 and a plurality of equalizing optics are provided on the circuit board. The body 13 is installed. Therefore, the LED lighting device bodies 100 to 103 correspond to a first group to a fourth group each including the plurality of LED lighting devices 10.

ここで、LED照明デバイス体100〜103から放射される照射光の光軸X100、X101、X102及びX103は、それぞれz軸に対して角度θ100、θ101、θ102及びθ103をなす。筐体81の設置面の設置角度は、設置されたLED照明デバイス体100〜103の光軸の角度が以下の関係
(7) θ100(>0)=−θ103>θ101(>0)=−θ102
を有するように設計される。
Here, the optical axes X 100 , X 101 , X 102 and X 103 of the irradiation light emitted from the LED lighting device bodies 100 to 103 are angles θ 100 , θ 101 , θ 102 and θ 103 with respect to the z axis, respectively. Make. The installation angle of the installation surface of the housing 81 is such that the angle of the optical axis of the installed LED lighting device bodies 100 to 103 is as follows: (7) θ 100 (> 0) = − θ 103 > θ 101 (> 0) = −θ 102
Designed to have

これらの角度θ100〜θ103を調整することによって、LED照明装置8全体から放射される照射光の照射角を、相当に広い範囲内で任意に設定することができ、さらに、設定された照射角範囲内に十分に高い照度の照射光を供給可能となる。また、これにより、装置8の照明領域全体における照度の高低差を小さくし、必要最低照度を確保するために必要とされる消費電力を低減することも可能となる。尚、これらの角度θ100〜θ103は、LED照明デバイス体100〜103それぞれからの照射光による照明形状が互いに隣接又一部重畳しながら並ぶように調整されることも好ましい。 By adjusting these angles θ 100 to θ 103 , the irradiation angle of the irradiation light emitted from the entire LED lighting device 8 can be arbitrarily set within a considerably wide range, and further, the set irradiation is set. Irradiation light with sufficiently high illuminance can be supplied within the angular range. This also makes it possible to reduce the height difference of the illuminance in the entire illumination area of the apparatus 8 and to reduce the power consumption required to ensure the necessary minimum illuminance. In addition, it is also preferable that these angles θ 100 to θ 103 are adjusted so that the illumination shapes of the irradiation lights from the LED lighting device bodies 100 to 103 are arranged adjacent to each other or partially overlapping.

尚、外側に配置されたLED照明デバイス体100及び103が、内側のLED照明デバイス体101及び102に比べて、より配光角の小さい出射光を放射することも好ましい。このようなLED照明装置8を、例えば道路又はとう道の照明に用いた場合、照度が低下しがちな照明装置間の中央領域を、LED照明デバイス体100及び103からの出射光で照明して照度を補うことができる。これにより、道路又はとう道の長手方向における照度分布をより均一化することが可能となる。   In addition, it is also preferable that the LED lighting device bodies 100 and 103 arranged on the outer side emit emitted light having a smaller light distribution angle as compared with the inner LED lighting device bodies 101 and 102. When such an LED lighting device 8 is used, for example, for lighting a road or a road, the central region between the lighting devices that tends to have low illuminance is illuminated with light emitted from the LED lighting device bodies 100 and 103. Illuminance can be supplemented. This makes it possible to make the illuminance distribution in the longitudinal direction of the road or road more uniform.

また、LED照明デバイス10の均一化光学体13、特に微小レンズ配列部131は、以上に説明した種々の実施形態(実施例1〜3)のいずれをも採用可能であり、均一化の促進された、さらには照度及び照明形状が制御された出射光を放射可能である。ここで、上述した装置8のような複数のLED照明デバイス列が並列したLED照明装置においては、略長方形状又は略正方形状の出射光を合わせて、略長方形状のみならず、略正方形状の照射光を形成することも可能となる。   Further, the uniformizing optical body 13 of the LED lighting device 10, particularly the microlens array unit 131, can employ any of the various embodiments described above (Examples 1 to 3), and the uniformization is promoted. Furthermore, it is possible to emit outgoing light with controlled illuminance and illumination shape. Here, in the LED lighting device in which a plurality of LED lighting device rows such as the above-described device 8 are arranged in parallel, the substantially rectangular or substantially square-shaped emitted light is combined to form not only a substantially rectangular shape but also a substantially square shape. It is also possible to form irradiation light.

[LED照明装置9] [LED lighting device 9]

図13は、本発明によるLED照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。ここで、図13(B)は、図13(A)のD−D面による断面を示す。また、図13(C)は、図13(B)の変更態様における断面を示す。さらに、図13(D)は、図13(A)のE−E面による断面を示す。   FIG. 13 is a front view and a sectional view showing still another embodiment of the LED lighting device according to the present invention. Here, FIG. 13B shows a cross section taken along the line D-D in FIG. FIG. 13C shows a cross section of the modified embodiment of FIG. Further, FIG. 13D shows a cross section taken along the plane EE of FIG.

図13(A)及び(B)によれば、LED照明装置9は、筐体91と、筐体91の設置面上に設置された、それぞれが複数の基台11の役割を果たす2つの回路基板110と、各回路基板110上に所定の間隔で一列に並べて設置された複数のLED光源12と、これら2列のLED光源12を覆うように、2つの回路基板110上に設置された均一化光学集合体13Aと、均一化光学集合体13Aを覆うように、取り付けネジ94を用いて筐体91の上部に取り付けられたカバー92と、各LED照明デバイス10に電力を供給するための電源線93とを備えている。   According to FIGS. 13A and 13B, the LED lighting device 9 includes a housing 91 and two circuits that are installed on the installation surface of the housing 91 and each serve as a plurality of bases 11. A board 110, a plurality of LED light sources 12 arranged in a line at predetermined intervals on each circuit board 110, and a uniform installed on the two circuit boards 110 so as to cover these two rows of LED light sources 12 13A, the cover 92 attached to the upper part of the housing 91 using the attachment screws 94 so as to cover the uniform optical assembly 13A, and a power source for supplying power to each LED lighting device 10 Line 93.

均一化光学集合体13Aは、2列に並んだ複数の均一化光学体13を、列間で角度θ13Aをなすように、1つに統合した光学体である。従って、均一化光学集合体13Aと複数のLED光源12と2つの回路基板110とは、それぞれ一列に並んだ複数のLED照明デバイス10からなる第1群及び第2群に相当することになる。 Homogenizing optical assembly 13A includes a plurality of homogenizing optical element 13 arranged in two rows, so as to form an angle theta 13A between rows is an optical member which is integrated into one. Therefore, the homogenizing optical assembly 13A, the plurality of LED light sources 12, and the two circuit boards 110 correspond to a first group and a second group each including a plurality of LED illumination devices 10 arranged in a line.

ここで、LED照明装置9から放射される照射光は、第1群(第1列)のLED照明デバイス10から放射される第1照射光と、第2群(第2列)のLED照明デバイス10から放射される第2照射光とに分けられる。第1照射光の光軸X13A1と第2照射光の光軸X13A2とは、yz面内において、角度
(8) θ9xA=π−θ13A (単位はラジアン)
をなして互いから傾いている。尚、本実施形態において、θ13Aはπ(180°)未満である(従って、θ9xA>0)。
Here, the irradiation light emitted from the LED illumination device 9 includes the first irradiation light emitted from the first group (first row) of LED illumination devices 10 and the second group (second row) of LED illumination devices. 10 and the second irradiation light emitted from 10. A first irradiation light optical axis X 13A1 and the second irradiation light optical axis X 13A2, in the yz plane, the angle (8) θ 9xA = π- θ 13A ( in radians)
They are leaning from each other. In the present embodiment, θ 13A is less than π (180 °) (thus θ 9xA > 0).

尚、光軸のなす角度θ9xAは、後に詳述するように、第1照射光による照明形状と第2照射光による照明形状とが互いに隣接又は一部重畳しながら並ぶことによって装置9からの照射光による照明形状を形成する、ように調整される。 As will be described in detail later, the angle θ 9xA formed by the optical axis is obtained by aligning the illumination shape by the first irradiation light and the illumination shape by the second irradiation light adjacent to each other or partially overlapping each other. It is adjusted so as to form an illumination shape by irradiation light.

図13(C)に、図13(B)の均一化光学集合体(及び筐体)における変更態様を示す。図13(C)によれば、筐体91Bの設置面上に2つの回路基板110が設置され、各回路基板110上に、複数のLED光源12が所定の間隔で一列に並べて設置されている。さらに、均一化光学集合体13Bが、2列のLED光源12を覆うように、回路基板110上に設置されている。   FIG. 13C shows a change mode in the uniform optical assembly (and the housing) in FIG. According to FIG. 13C, two circuit boards 110 are installed on the installation surface of the casing 91B, and a plurality of LED light sources 12 are installed in a line at predetermined intervals on each circuit board 110. . Furthermore, the homogenizing optical assembly 13B is installed on the circuit board 110 so as to cover the two rows of LED light sources 12.

この均一化光学集合体13Bは、2列に並んだ複数の均一化光学体13を、列間で角度θ13Bをなすように、1つに統合した光学体である。従って、均一化光学集合体13Bと複数のLED光源12と2つの回路基板110とは、それぞれ一列に並んだ複数のLED照明デバイス10からなる第1群及び第2群に相当することになる。 The equalizing optical assembly 13B is a plurality of homogenizing optical element 13 arranged in two rows, so as to form an angle theta 13B between rows is an optical member which is integrated into one. Therefore, the homogenizing optical assembly 13B, the plurality of LED light sources 12, and the two circuit boards 110 correspond to a first group and a second group, each including a plurality of LED lighting devices 10 arranged in a line.

ここで、装置全体から放射される照射光は、第1群(第1列)のLED照明デバイス10から放射される第1照射光と、第2群(第2列)のLED照明デバイス10から放射される第2照射光とに分けられる。第1照射光の光軸X13B1と第2照射光の光軸X13B2とは、yz面内において、角度
(9) θ9xB=θ13B−π (単位はラジアン)
をなして互いから傾いている。尚、本実施形態において、θ13Bはπ(180°)を超える値である(従って、θ9xB>0)。
Here, the irradiation light emitted from the entire apparatus is from the first irradiation light emitted from the first group (first row) LED illumination devices 10 and from the second group (second row) LED illumination devices 10. It is divided into the emitted second irradiation light. A first irradiation light optical axis X 13B1 and the second irradiation light optical axis X 13B2, in the yz plane, the angle (9) θ 9xB = θ 13B -π ( radians)
They are leaning from each other. In the present embodiment, θ 13B is a value exceeding π (180 °) (thus, θ 9xB > 0).

第1照射光と第2照射光とは、均一化光学集合体13Bから出射した後、互いに光軸を交差させて(相互に重畳しながら)伝播し、その後、互いから離れていくように放射される。尚、光軸のなす角度θ9xBは、後に詳述するように、第1照射光による照明形状と第2照射光による照明形状とが互いに隣接又は一部重畳しながら並ぶことによって装置全体からの照射光による照明形状を形成する、ように調整される。 The first irradiating light and the second irradiating light are emitted from the uniformizing optical assembly 13B, then propagate with their optical axes intersecting (while overlapping each other), and then radiated away from each other. Is done. As will be described in detail later, the angle θ 9xB formed by the optical axis is determined by aligning the illumination shape of the first irradiation light and the illumination shape of the second irradiation light adjacent to each other or partially overlapping each other. It is adjusted so as to form an illumination shape by irradiation light.

図13(D)に、図13(B)のE−E面(図13(C)のF−F面)による断面を示す。図13(D)によれば、複数の基台11の役割を果たす回路基板110が、筐体91(91B)に設けられ、複数のLED光源12が、この回路基板110上に所定の間隔で設置されている。また、均一化光学集合体13A(13B)が、設置された複数のLED光源12を覆うように、回路基板110上に設置されている。さらに、カバー92(92B)が、均一化光学集合体13A(13B)を覆っている。   FIG. 13D shows a cross section taken along the line E-E in FIG. 13B (the plane F-F in FIG. 13C). According to FIG. 13D, a circuit board 110 serving as a plurality of bases 11 is provided in a housing 91 (91B), and a plurality of LED light sources 12 are arranged on the circuit board 110 at predetermined intervals. is set up. Further, the uniformized optical assembly 13A (13B) is installed on the circuit board 110 so as to cover the plurality of LED light sources 12 installed. Further, the cover 92 (92B) covers the uniform optical assembly 13A (13B).

このように、カバー92は、均一化光学集合体13A及び13Bを保護するものであるが、このカバ−92の表面に、フッ素樹脂等を含む撥水性若しくは撥油性コート剤、又はセルフクリーニング機能を有する親水性コート剤等を塗布してコート膜を形成し、LED照明装置9(カバ−92)の表面を保護することも好ましい。ここで、セルフクリーニング機能とは、大気中のチリ、ほこり、油脂、汚染物質等がコート膜上に付着しても、その後の降雨等の流水によってこの付着物が洗い流される機能をいう。   As described above, the cover 92 protects the uniform optical assemblies 13A and 13B. The surface of the cover 92 has a water-repellent or oil-repellent coating agent containing a fluororesin or the like, or a self-cleaning function. It is also preferred to protect the surface of the LED lighting device 9 (cover 92) by applying a hydrophilic coating agent or the like having a coating film. Here, the self-cleaning function refers to a function in which even if dust, dust, fats and oils, contaminants, etc. in the atmosphere adhere to the coat film, the deposits are washed away by running water such as subsequent rainfall.

以上説明したように、回路基板110と、複数のLED光源12と、均一化光学集合体13Aとを用いることによって、単に複数のLED照明デバイス10を連結するのに比較して、より容易に且つより精度良く、複数のLED照明デバイス10に相当する第1群(第2群)を構成することができる。   As described above, by using the circuit board 110, the plurality of LED light sources 12, and the uniformizing optical assembly 13A, it is easier and simpler than connecting the plurality of LED lighting devices 10. The first group (second group) corresponding to the plurality of LED lighting devices 10 can be configured with higher accuracy.

[LED照明装置9’] [LED lighting device 9 ']

図14は、本発明によるLED照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。ここで、図14(B)は、図14(A)のF−F面による断面を示す。また、図14(C)は、図14(A)のG−G面による断面を示す。   FIG. 14 is a front view and a sectional view showing still another embodiment of the LED lighting device according to the present invention. Here, FIG. 14B shows a cross section taken along the line F-F in FIG. FIG. 14C shows a cross section taken along the line G-G in FIG.

図14(A)及び(B)によれば、LED照明装置9’は、筐体91’と、筐体91’の設置面上に設置された、4つの放熱部19と、4つの放熱部19上にそれぞれ設けられた、それぞれが複数の基台11の役割を果たす4つの回路基板110と、各回路基板110上に所定の間隔で一列に並べて設置された複数のLED光源12と、これらLED光源12の2列ずつをそれぞれが覆うように回路基板110上に設置された、2つの均一化光学集合体13Cと、各LED照明デバイス10に電力を供給するための電源線94’とを備えている。   According to FIGS. 14A and 14B, the LED lighting device 9 ′ includes a housing 91 ′, four heat dissipating portions 19 installed on the installation surface of the housing 91 ′, and four heat dissipating portions. 19, four circuit boards 110, each of which serves as a plurality of bases 11, a plurality of LED light sources 12 arranged in a line at predetermined intervals on each circuit board 110, and these Two uniformizing optical assemblies 13C installed on the circuit board 110 so as to cover two rows of the LED light sources 12 respectively, and a power supply line 94 ′ for supplying power to each LED lighting device 10 I have.

2つの均一化光学集合体13Cと、複数のLED光源12と、4つの回路基板110とは、それぞれ一列に並んだ複数のLED照明デバイス10からなる第1群〜第4群に相当することになる。   The two uniformized optical assemblies 13C, the plurality of LED light sources 12, and the four circuit boards 110 correspond to a first group to a fourth group each including a plurality of LED illumination devices 10 arranged in a line. Become.

ここで、2つの均一化光学集合体13Cから放射される照射光の光軸X13C1、X13C2、X13C3及びX13C4は、それぞれz軸に対して角度θ13C1、θ13C2、θ13c3及びθ13C4をなす。筐体91’の設置面は、設置された回路基板110(均一化光学集合体13C)におけるこれら光軸の角度が以下の関係、
(10) θ13C1(>0)=−θ13C4>θ13C2(>0)=−θ13c3
を有するように設計される。
Here, the optical axes X 13C1 , X 13C2 , X 13C3, and X 13C4 of the irradiation light emitted from the two homogenizing optical assemblies 13C have angles θ 13C1 , θ 13C2 , θ 13c3, and θ with respect to the z axis, respectively. Make 13C4 . The installation surface of the casing 91 ′ has the following relationship between the angles of these optical axes in the installed circuit board 110 (homogenized optical assembly 13C):
(10) θ 13C1 (> 0) = − θ 13C4 > θ 13C2 (> 0) = − θ 13c3
Designed to have

これらの角度θ13C1〜θ13C4を調整することによって、LED照明装置9’全体から放射される照射光の照射角を、相当に広い範囲内で任意に設定することができ、さらに、設定された照射角範囲内に十分に高い照度の照射光を供給可能となる。尚、これらの角度θ13C1〜θ13C4は、2つの均一化光学集合体13Cからの照射光による照明形状が互いに隣接又一部重畳しながら並ぶように調整されることも好ましい。 By adjusting these angles θ 13C1 to θ 13C4 , the irradiation angle of the irradiation light emitted from the entire LED lighting device 9 ′ can be arbitrarily set within a considerably wide range, and further set. Irradiation light with sufficiently high illuminance can be supplied within the irradiation angle range. The angles θ 13C1 to θ 13C4 are preferably adjusted so that the illumination shapes of the irradiation lights from the two homogenizing optical assemblies 13C are arranged adjacent to each other or partially overlapping.

尚、2つの均一化光学集合体13Cを統合して、1つの均一化光学集合体とすることも可能である。いずれにしても、図13に示したものを含めて均一化光学集合体13A〜13Cを形成する方法として、所定の金型に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィン樹脂、光学用シリコ−ン樹脂、光学用特殊ポリエステル樹脂、若しくは高密度ポリエチレン樹脂等の光学的に透明な樹脂、又は透明光学ガラス、若しくは蛍光ガラス等を注入して硬化させる方法が採用可能である。これにより、均一化光学集合体13A〜13Cを、安定的に量産化することができ、安価に製造可能となる。また、デバイス組み立て時の部品点数が低減され、一体化した均一化光学集合体を基台11又は回路基板110に取り付けるだけで、LED照明装置の光学系が完成する。   It is also possible to integrate the two uniform optical assemblies 13C into one uniform optical assembly. In any case, as a method of forming the homogenized optical assemblies 13A to 13C including the one shown in FIG. 13, an acrylic resin, polycarbonate resin, cycloolefin polymer resin, cyclic olefin resin, optical A method of injecting and curing an optically transparent resin such as a silicone resin, an optical special polyester resin, or a high-density polyethylene resin, or a transparent optical glass or fluorescent glass can be employed. Thereby, the uniformized optical assemblies 13A to 13C can be stably mass-produced and can be manufactured at low cost. Further, the number of parts at the time of device assembly is reduced, and the optical system of the LED lighting apparatus is completed by simply attaching the integrated uniform optical assembly to the base 11 or the circuit board 110.

また、2つの均一化光学集合体13Cは、シール部材940’及び941’と、シール部材940’及び941’をそれぞれ抑える抑え枠920’及び921’とによって周囲をシールされている。ここで、抑え枠920’及び921’はそれぞれ、取り付けネジ930’及び931’に締め付けられることによって、シール部材940’及び941’を均一化光学集合体13Cに押し付ける。これにより、LED照明装置9’の気密性・防塵性、及び防水性・防湿性が確保される。   Further, the two homogenizing optical assemblies 13C are sealed at the periphery by seal members 940 'and 941' and holding frames 920 'and 921' for suppressing the seal members 940 'and 941', respectively. Here, the holding frames 920 ′ and 921 ′ are tightened to the mounting screws 930 ′ and 931 ′, respectively, thereby pressing the seal members 940 ′ and 941 ′ against the uniformizing optical assembly 13 </ b> C. As a result, the airtightness / dustproofness and the waterproofness / moistureproofness of the LED lighting device 9 ′ are ensured.

また、筐体91’は、アルミダイキャスト、若しくはステンレス鋼等の金属材料、又はポリカーボネート、PET、若しくはアクリル等を含む非透過性のプラスチック材料で形成されており不透明である。筐体91’は、板金加工によって形成されていてもよい。放熱部19は、アルミニウム若しくは銅等の金属材料で形成された板状物、又はシリコーン系、アクリル系、グラファイト系若しくは無機物系等の熱伝導シート(又はその積層体)であることが好ましい。   The casing 91 'is made of a metal material such as aluminum die cast or stainless steel, or an opaque plastic material including polycarbonate, PET, acrylic, or the like, and is opaque. The casing 91 'may be formed by sheet metal processing. The heat dissipating part 19 is preferably a plate-like material formed of a metal material such as aluminum or copper, or a heat conductive sheet (or a laminate thereof) such as silicone, acrylic, graphite or inorganic.

図14(C)に、図14(B)のH−H面による断面を示す。図14(C)によれば、放熱部19が筐体91’上に設けられ、複数の基台11の役割を果たす回路基板110が放熱部19上に設けられ、複数のLED光源12が、この回路基板110上に所定の間隔で設置されている。また、均一化光学集合体13Cが、設置された複数のLED光源12を覆うように、回路基板110上に設置されている。   FIG. 14C illustrates a cross section taken along the line HH in FIG. According to FIG. 14C, the heat radiating part 19 is provided on the casing 91 ′, the circuit board 110 serving as the plurality of bases 11 is provided on the heat radiating part 19, and the plurality of LED light sources 12 are The circuit boards 110 are installed at predetermined intervals. Further, the uniformizing optical assembly 13C is installed on the circuit board 110 so as to cover the plurality of LED light sources 12 installed.

このように、2つの均一化光学集合体13Cは、LED照明装置9’におけるカバーの役割をも果たす。このため、均一化光学集合体13Cの表面に、フッ素樹脂等を含む撥水性若しくは撥油性コート剤、又はセルフクリーニング機能を有する親水性コート剤等を塗布してコート膜を形成し、均一化光学集合体13Cの表面を保護することも好ましい。   In this way, the two uniformized optical assemblies 13C also serve as a cover in the LED lighting device 9 '. Therefore, a coating film is formed on the surface of the homogenizing optical assembly 13C by applying a water-repellent or oil-repellent coating agent containing a fluororesin or the like, or a hydrophilic coating agent having a self-cleaning function. It is also preferable to protect the surface of the aggregate 13C.

以上説明したように、回路基板110と、複数のLED光源12と、均一化光学集合体13Cとを用いることによって、単に複数のLED照明デバイス10を連結するのに比較して、より容易に且つより精度良く、第1群〜第4群をなす複数のLED照明デバイス10を構成することができる。また、均一化光学集合体13Cが装置9’のカバーの役割も果たすため、新たにカバーを設ける必要がなく、製造が更に容易になる。   As described above, by using the circuit board 110, the plurality of LED light sources 12, and the uniformizing optical assembly 13C, it is easier and simpler than connecting the plurality of LED lighting devices 10. The plurality of LED lighting devices 10 forming the first group to the fourth group can be configured with higher accuracy. Further, since the uniformized optical assembly 13C also serves as a cover for the apparatus 9 ', it is not necessary to provide a new cover, and the manufacturing becomes easier.

また、図11〜14で説明したLED照明装置7、8、9及び9’は、複数のLED照明デバイス10からなる複数の群を備え、各群からの照射光は、互いに隣接又は一部重畳するように設定されている。その結果、十分に高い照度と、十分に大きな照射角と、制御された照明形状とを有する照射光を実現することができる。このような照射光は、後に説明するように、道路又は通路の路面又は床面の照明に好適である。さらには、高さに制限が有りながら、非常に長い距離にわたって照明を行う必要があるとう道のような照明対象にも非常に適している。   Moreover, LED lighting device 7, 8, 9 and 9 'demonstrated in FIGS. 11-14 is provided with the several group which consists of several LED lighting device 10, and the irradiation light from each group mutually adjoins or partially overlaps. It is set to be. As a result, it is possible to realize irradiation light having a sufficiently high illuminance, a sufficiently large irradiation angle, and a controlled illumination shape. Such irradiation light is suitable for illumination of the road surface or floor surface of a road or a passage, as will be described later. Furthermore, it is very suitable for an illumination target such as a road that needs to be illuminated over a very long distance while the height is limited.

尚、LED照明装置7、8、9及び9’それぞれにおける複数のLED照明デバイス10がなす列の配置・数は、上述したものに限定されるものではない。例えば、LED照明装置7(図11)は、第1及び第2設置面710及び711の各々に、2列又は3列以上のLED照明デバイス10を備えることも可能である。また、LED照明装置9’(図14)は、互いに光軸の向きの異なる、LED照明デバイス10からなる5つ以上の群(列)を備えていてもよい。   The arrangement / number of rows formed by the plurality of LED lighting devices 10 in each of the LED lighting devices 7, 8, 9 and 9 'is not limited to that described above. For example, the LED lighting device 7 (FIG. 11) can include two or more rows of LED lighting devices 10 on each of the first and second installation surfaces 710 and 711. Further, the LED lighting device 9 ′ (FIG. 14) may include five or more groups (rows) of the LED lighting devices 10 having different optical axis directions.

[LED照明装置7による道路・通路又はとう道の照明] [Lighting of roads, passages or roads by LED lighting device 7]

図15は、道路(若しくは通路)5又はとう道6の長手方向における照明装置7の設置に係る実施形態を説明するための概略図である。尚、本実施形態においても、LED照明装置7のLED照明デバイス10は、例えば、実施例1又は実施例3と同様の形態を採用したものであり、LED照明装置7の照明領域380は略長方形状(又は略正方形状)となるように設定されている。   FIG. 15 is a schematic diagram for explaining an embodiment related to the installation of the lighting device 7 in the longitudinal direction of the road (or passage) 5 or the road 6. Also in this embodiment, the LED lighting device 10 of the LED lighting device 7 adopts, for example, the same form as in the first or third embodiment, and the illumination area 380 of the LED lighting device 7 is substantially rectangular. (Or substantially square shape).

図15(A)は、道路(又は通路)5の長手方向における照明装置7の設置の様子を示す。同図によれば、LED照明装置7は、道路5の長手方向において間隔Dをもって配列している。ここで、LED照明装置7は、図9(A)に示すLED照明装置1と同様に、ZX面内で角度θelをもって傾いている。また、LED照明装置7内のLED照明デバイス10の配列方向(LED照明装置7の長手方向)も、ZX面内となっている。 FIG. 15A shows the installation of the lighting device 7 in the longitudinal direction of the road (or passage) 5. According to the figure, the LED illumination devices 7 are arranged with a distance D 7 in the longitudinal direction of the road 5. Here, the LED illumination device 7 is inclined at an angle θ el in the ZX plane, similarly to the LED illumination device 1 shown in FIG. The arrangement direction of the LED lighting devices 10 in the LED lighting device 7 (longitudinal direction of the LED lighting device 7) is also in the ZX plane.

LED照明装置7から放射される照射光38は、第1群10fから放射される照射光38aと、第2群10sから放射される照射光38bとが隣接又は一部重畳して形成されている。図15(A)に示すように、照射光38aの照明領域と照射光38bの照明領域とを合わせた領域を照射光38の照明領域とすると、照射光38のYZ面内における照射角γは、照射光38a及び照射光38bのYZ面内における照射角をβとすると、
(11) β<γ≦2β
の条件を満たし、LED照明装置7全体から放射される照射光38の照射角γを、相当に広い範囲内で任意に設定することができ、さらに、設定された照射角範囲内に十分に高い照度の照射光を提供可能となる。
The irradiation light 38 radiated from the LED illumination device 7 is formed such that the irradiation light 38a radiated from the first group 10f and the irradiation light 38b radiated from the second group 10s are adjacent or partially overlapped. . As shown in FIG. 15A, when an illumination area of the irradiation light 38 is a combination of the illumination area of the irradiation light 38a and the illumination area of the irradiation light 38b, the irradiation angle γ of the irradiation light 38 in the YZ plane is When the irradiation angle in the YZ plane of the irradiation light 38a and the irradiation light 38b is β,
(11) β <γ ≦ 2β
The irradiation angle γ of the irradiation light 38 emitted from the entire LED lighting device 7 can be arbitrarily set within a considerably wide range, and is sufficiently high within the set irradiation angle range. Illuminance illumination light can be provided.

また、形成された照明領域380内で最も照度の低い、路面50長手方向(Y軸方向)での端部は、隣り合う照明領域380の端部と重畳し、重畳領域380vを形成している。その結果、例え照明領域380単独では同領域内に必要最低照度が確保されない区域が存在するとしても、重畳領域380vでこの必要最低照度を確保できるように調整することによって、路面50上全体で必要な照度を確保可能となる。   Further, the end in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road surface 50 having the lowest illuminance in the formed illumination area 380 overlaps with the end of the adjacent illumination area 380 to form an overlap area 380v. . As a result, even if there is an area where the required minimum illuminance is not secured in the illumination area 380 alone, the adjustment is made so that the necessary minimum illuminance can be secured in the overlapping area 380v, so that it is necessary on the entire road surface 50. It is possible to secure a sufficient illuminance.

尚、隣り合うLED照明装置7間の長手方向における中央領域は照度が不足しがちとなる。これに対処するため、LED照明装置7の第1群10f及び第2群10sの各々において、配光角のより小さい(長焦点距離の)LED照明デバイス10を混在させることも好ましい。これにより、当該中央領域に照度を補い、道路5の長手方向における照度分布をより均一化することが可能となる。また、照明領域380単独で必要照度が確保される場合、隣り合う照明領域同士が互いに隣接して配置されてもよい。   In addition, the illuminance tends to be insufficient in the central region in the longitudinal direction between the adjacent LED lighting devices 7. In order to cope with this, it is also preferable to mix LED lighting devices 10 having a smaller light distribution angle (long focal length) in each of the first group 10f and the second group 10s of the LED lighting device 7. This makes it possible to supplement the central area with illuminance and make the illuminance distribution in the longitudinal direction of the road 5 more uniform. Moreover, when required illumination intensity is ensured only by the illumination area | region 380, adjacent illumination areas may mutually be arrange | positioned mutually.

図15(B)は、とう道6の長手方向におけるLED照明装置7の設置の様子を示す。同図によれば、LED照明装置7は、とう道6の長手方向において間隔D’をもって配列している。また、LED照明装置7内のLED照明デバイス10の配列方向は、とう道6の幅方向(X軸方向)である。 FIG. 15B shows a state of installation of the LED lighting device 7 in the longitudinal direction of the path 6. According to the figure, the LED illumination devices 7 are arranged with a distance D 7 ′ in the longitudinal direction of the path 6. The arrangement direction of the LED lighting devices 10 in the LED lighting device 7 is the width direction (X-axis direction) of the path 6.

さらに、LED照明装置7から放射される照射光39の照射角γ’は、図15(A)の照射角γと同様に、十分に大きい値に設定可能となる。また、照明領域390内で最も照度が低い、床面60の長手方向(Y軸方向)での端部は、隣り合う照明領域390の端部と重畳し、重畳領域390vを形成している。この結果、照射光39は、高さに制限が有るとう道6における床面60及びケーブル棚61を含む側面を、とう道6の長手方向の非常に長い距離にわたって必要な照度を確保しつつ、しかも無駄なく、照明することが可能となる。   Furthermore, the irradiation angle γ ′ of the irradiation light 39 emitted from the LED lighting device 7 can be set to a sufficiently large value, similarly to the irradiation angle γ of FIG. In addition, the end in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the floor surface 60 having the lowest illuminance in the illumination area 390 overlaps with the end of the adjacent illumination area 390 to form an overlap area 390v. As a result, the irradiation light 39 secures necessary illuminance over a very long distance in the longitudinal direction of the path 6 on the side surface including the floor surface 60 and the cable shelf 61 in the path 6 where the height is limited, Moreover, it is possible to illuminate without waste.

尚、とう道6においても、隣り合うLED照明装置7間の長手方向における中央領域は照度が不足しがちとなる。これに対処するため、LED照明装置7の第1群10f及び第2群10sの各々において、配光角のより小さい(長焦点距離の)LED照明デバイス10を混在させることも好ましい。これにより、当該中央領域に照度を補い、とう道6の長手方向における照度分布をより均一化することが可能となる。   In addition, also on the road 6, the central region in the longitudinal direction between the adjacent LED lighting devices 7 tends to have insufficient illuminance. In order to cope with this, it is also preferable to mix LED lighting devices 10 having a smaller light distribution angle (long focal length) in each of the first group 10f and the second group 10s of the LED lighting device 7. This makes it possible to supplement the central area with illuminance and make the illuminance distribution in the longitudinal direction of the path 6 more uniform.

以上、図15(A)及び(B)で説明した照明方法は、LED照明装置7の使用を前提にして説明されたが、当然これに限定されるものではなく、LED照明装置8、9又は9’を使用しても、十分大きな照射角と十分に高い照度とを有する照射光を、照明形状を制御しつつ、路面50又は床面60に照射することができる。これにより、道路(通路)5及びとう道6の照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明が実現可能となる。特に、LED照明装置8又は9’を使用することによって、照射光の照射角をより大きく設定可能となる。その結果、道路(通路)5又はとう道6の長手方向における装置の設置間隔をより広げることができ、さらに厳しい高さ制限のある区間でも必要な照度を確保しつつ照明が可能になる。   As described above, the illumination method described in FIGS. 15A and 15B has been described on the assumption that the LED illumination device 7 is used. However, the illumination method is not limited to this, and the LED illumination devices 8, 9 or Even if 9 ′ is used, it is possible to irradiate road surface 50 or floor surface 60 with irradiation light having a sufficiently large irradiation angle and sufficiently high illuminance while controlling the illumination shape. As a result, it is possible to realize illumination with no illuminance in which illuminance required according to the illumination target of the road (passage) 5 and the road 6 is ensured, and color unevenness is suppressed. In particular, by using the LED illumination device 8 or 9 ', the irradiation angle of the irradiation light can be set larger. As a result, it is possible to further widen the installation interval of the devices in the longitudinal direction of the road (passage) 5 or the road 6, and it is possible to perform illumination while ensuring necessary illuminance even in a section having a severe height restriction.

また、特に、とう道6では、天井の高さが例えば2.4m程度であることも少なくない。この場合、とう道6内での照明装置の高さと作業者の目の高さとは、それほど大きな差を有しない。その結果、従来の照明装置では、照明装置からの強い光が作業者の目に直接入り、非常に眩しく、作業に支障を来す懸念があった。これに対して、上述したように、第1群10f及び第2群10sの各々に配光角のより小さいLED照明デバイス10を混在させたLED照明装置7を用いることによって、この問題が解消される。即ち、隣り合うLED照明装置7間の中央領域には配光角の小さな長焦点距離のLED照明デバイス10を用いるので、作業者の目にはほとんど光線が入射せず眩しさが低減される。また、LED照明装置7の直下の近傍でも、配光角の大きな分散した照射光が得られるので、眩しさが低減される。   In particular, in the road 6, the height of the ceiling is often about 2.4 m, for example. In this case, there is no great difference between the height of the lighting device in the trail 6 and the height of the eyes of the worker. As a result, in the conventional illuminating device, strong light from the illuminating device directly enters the eyes of the operator and is very dazzling. On the other hand, as described above, this problem can be solved by using the LED lighting device 7 in which the LED lighting device 10 having a smaller light distribution angle is mixed in each of the first group 10f and the second group 10s. The That is, since the LED illumination device 10 having a long focal length with a small light distribution angle is used in the central region between the adjacent LED illumination devices 7, almost no light is incident on the operator's eyes and glare is reduced. Further, even in the vicinity immediately below the LED lighting device 7, the dispersed irradiation light having a large light distribution angle can be obtained, so that the glare is reduced.

ここで、図15(C)を用いて、図15(A)において照射光38a及び照射光38bから照射光38が形成される条件を示す。尚、以下の計算は、照射光38a及び照射光38bが同一の点光源から放射されるものとした近似計算であることに留意すべきである。   Here, FIG. 15C is used to show conditions under which the irradiation light 38 is formed from the irradiation light 38a and the irradiation light 38b in FIG. 15A. It should be noted that the following calculation is an approximate calculation in which the irradiation light 38a and the irradiation light 38b are emitted from the same point light source.

図15(C)に示すように、照射光38a及び照射光38bそれぞれの照射角をβとし、筐体71の第1設置面710と第2設置面711(図11)とがなす角度をθ71とする。この際、照射光38a及び照射光38bそれぞれの光軸X10f及びX10sが互いになす角度θ7xは、式(6):θ7x=π−θ71となる。 As shown in FIG. 15C, the irradiation angle of each of the irradiation light 38a and the irradiation light 38b is β, and the angle formed by the first installation surface 710 and the second installation surface 711 (FIG. 11) of the housing 71 is θ. 71 . At this time, the angle θ 7x formed by the optical axes X 10f and X 10s of the irradiation light 38a and the irradiation light 38b, respectively, is expressed by Equation (6): θ 7x = π−θ 71 .

従って、照射光38a及び38bの重畳領域380abを形成する光線のYZ面内での角度をθ380abとすると、
(12) θ380ab=2・(β/2−(π−θ71)/2)
=β+θ71−π
となる。ここで、照射光38a及び照射光38bが互いに隣接又は一部重畳する条件は、θ380ab≧0であるから、結局、
(13) β≧π−θ71
となる。即ち、照射光38a及び照射光38bそれぞれの照射角βを、式(13)を満たす値に設定することによって、十分に大きな照射角γ
(14) γ=2β−θ380ab
=β+π−θ71
を有する照射光38を実現することが可能となる。
Therefore, when the angle in the YZ plane of the light beam forming the overlapping region 380ab of the irradiation light 38a and 38b is θ 380ab ,
(12) θ 380ab = 2 · (β / 2− (π−θ 71 ) / 2)
= Β + θ 71 −π
It becomes. Here, the condition in which the irradiation light 38a and the irradiation light 38b are adjacent to each other or partially overlapped is θ 380ab ≧ 0.
(13) β ≧ π−θ 71
It becomes. That is, by setting the irradiation angles β of the irradiation light 38a and the irradiation light 38b to values satisfying the expression (13), a sufficiently large irradiation angle γ
(14) γ = 2β−θ 380ab
= Β + π−θ 71
It is possible to realize the irradiation light 38 having the following.

いずれにしても、LED照明装置7内の微小レンズ配列部131では、複数の微小レンズ131mの曲率半径R、ピッチP、又は曲率半径R及びピッチPの両方を、レンズ配列面131a内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。その結果、LED照明デバイス10の出射光におけるZX面内での配光角(又はFWHM)と、YZ面内での配光角(又はFWHM)とを、さらにはLED照明装置7の照射光におけるZX面内での照射角とYZ面内での照射角とを、独立してそれぞれ個別に制御することができる。従って、道路5又はとう道6の幅方向(X軸方向)における照明領域380(390)の範囲と、道路5又はとう道6の長手方向(Y軸方向)における照明領域380(390)の範囲とが、それぞれ個別に制御可能となる。これにより、路面50又は床面60の幅方向及び長手方向の両方に関して、路面50又は床面60に合った照明領域(照明形状)が実現可能となる。   In any case, in the microlens array unit 131 in the LED illumination device 7, the curvature radius R and pitch P of the plurality of microlenses 131m, or both the curvature radius R and pitch P are determined in the lens array surface 131a. Different values are set and controlled between directions. As a result, the light distribution angle (or FWHM) in the ZX plane and the light distribution angle (or FWHM) in the YZ plane in the emitted light of the LED lighting device 10, and further in the irradiation light of the LED lighting device 7 The irradiation angle in the ZX plane and the irradiation angle in the YZ plane can be independently controlled. Therefore, the range of the illumination region 380 (390) in the width direction (X-axis direction) of the road 5 or the road 6 and the range of the illumination region 380 (390) in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the road 5 or the road 6 Are individually controllable. Thereby, the illumination area (illumination shape) suitable for the road surface 50 or the floor surface 60 can be realized in both the width direction and the longitudinal direction of the road surface 50 or the floor surface 60.

図16は、とう道6の長手方向における照明方法に係る他の実施形態を説明するための概略図である。尚、本実施形態においても、設置されるLED照明装置のLED照明デバイス10は、例えば、実施例1又は3と同様の形態を採用したものであり、LED照明装置7の照明領域400は、略長方形状(又は略正方形状)となるように設定されている。   FIG. 16 is a schematic diagram for explaining another embodiment according to the illumination method in the longitudinal direction of the path 6. Also in this embodiment, the LED lighting device 10 of the installed LED lighting device adopts, for example, the same form as in Example 1 or 3, and the illumination area 400 of the LED lighting device 7 is substantially the same. It is set to have a rectangular shape (or a substantially square shape).

図16(A)は、とう道6の長手方向(Y軸方向)におけるLED照明装置7の設置の様子を示す。同図によれば、2つのLED照明装置7の群が、とう道6の長手方向において間隔D77をもって配列している。ここで、群をなす2つのLED照明装置7のそれぞれは、YZ面内で床面60に対して角度θ77をもって先端部をもたげるように設置されている。従って、各LED照明装置7を構成する複数のLED照明デバイス10は、YZ面内で配列している。 FIG. 16A shows a state of installation of the LED illumination device 7 in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the path 6. According to the figure, a group of two LED lighting devices 7 are arranged with a distance D 77 in the longitudinal direction of the path 6. Here, each of the two LED illuminating devices 7 forming a group is installed so as to have a tip portion at an angle θ 77 with respect to the floor surface 60 in the YZ plane. Therefore, the plurality of LED lighting devices 10 constituting each LED lighting device 7 are arranged in the YZ plane.

また、各LED照明装置7内の複数のLED照明デバイス10の出射面は、YZ面内において床面60に対して角度θ77をなす。その結果、LED照明デバイス10の第1群10f(第2群10s)からの照射光の光軸は、YZ面内において床面60の法線に対して角度θ77だけ傾く。 In addition, the emission surfaces of the plurality of LED illumination devices 10 in each LED illumination device 7 form an angle θ 77 with respect to the floor surface 60 in the YZ plane. As a result, the optical axis of the irradiation light from the first group 10f (second group 10s) of the LED lighting device 10 is inclined by the angle θ 77 with respect to the normal line of the floor surface 60 in the YZ plane.

さらに、2つのLED照明装置7の群全体から放射される照射光40は、LED照明装置7のそれぞれから放射された照射光同士が隣接又は一部重畳して形成されている。その結果、照射光40は、十分に大きな照射角を有することができ、また、照明領域400内に十分に高い照度の照射光を提供可能となる。   Furthermore, the irradiation light 40 radiated from the entire group of the two LED lighting devices 7 is formed such that the irradiation light radiated from each of the LED lighting devices 7 is adjacent or partially overlapped. As a result, the irradiation light 40 can have a sufficiently large irradiation angle, and irradiation light with a sufficiently high illuminance can be provided in the illumination region 400.

また、照射光40によって形成された照明領域400内で最も照度が低い、床面60の長手方向(Y軸方向)での端部は、隣り合う照明領域400の端部と重畳し、重畳領域400vを形成している。その結果、例え照明領域400単独では同領域内に必要最低照度が確保されない区域が存在するとしても、重畳領域400vで必要な照度を確保できるように調整することによって、床面60上で必要な照度を確保可能となる。尚、照明領域400単独で必要照度が確保される場合、隣り合う照明領域400同士が互いに隣接して配置されてもよい。   Further, the end in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the floor surface 60 having the lowest illuminance in the illumination area 400 formed by the irradiation light 40 overlaps with the end of the adjacent illumination area 400, and the overlap area 400v is formed. As a result, even if there is an area where the required minimum illuminance is not ensured in the illumination area 400 alone, adjustment is performed so that the necessary illuminance can be ensured in the overlapping area 400v. Illuminance can be secured. In addition, when required illumination intensity is ensured by the illumination area 400 alone, the adjacent illumination areas 400 may be arranged adjacent to each other.

ここで、照明領域400は、とう道6の床面60と、ケーブル棚61の位置を含む側面の下方部分とに及ぶ。この照明領域400の照明形状を略長方形状とすることによって、とう道6の長手方向(Y軸方向)に沿って伸長するケーブル棚61を全て、しかも無駄なく、照明することが可能となる。   Here, the illumination area 400 extends to the floor surface 60 of the path 6 and the lower part of the side surface including the position of the cable shelf 61. By making the illumination shape of the illumination area 400 substantially rectangular, it is possible to illuminate all the cable shelves 61 extending along the longitudinal direction (Y-axis direction) of the path 6 without waste.

図16(B)は、とう道6の長手方向(Y軸方向)におけるLED照明装置95を用いた照明方法を示す。同図によれば、複数のLED照明デバイス10が、LED照明装置95内において、とう道6の長手方向に配列している。これらLED照明デバイス10から放射される出射光の光軸X950〜X954は、YZ面内において、床面60に向かうにつれて互いに離隔(発散)する方向に伸長している。その結果、LED照明装置95からの照射光41は、十分に大きな照射角を有することができ、また、照明領域410に十分に高い照度の照射光を提供可能となる。 FIG. 16B shows an illumination method using the LED illumination device 95 in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the path 6. According to the figure, a plurality of LED lighting devices 10 are arranged in the longitudinal direction of the path 6 in the LED lighting device 95. The optical axes X 950 to X 954 of the emitted light radiated from these LED lighting devices 10 extend in the direction of separating (diverging) from each other toward the floor surface 60 in the YZ plane. As a result, the irradiation light 41 from the LED lighting device 95 can have a sufficiently large irradiation angle, and irradiation light with sufficiently high illuminance can be provided to the illumination region 410.

尚、とう道6の長手方向に配列した複数のLED照明デバイス10における、光軸X950〜X954の向きの分布は、図16(B)に示した形態に限定されるものではない。また、1列に配列したこれらLED照明デバイス10の数も同図に示した形態(5つ)に限定されるものではない。例えば、YZ面内において第1の向きを有する光軸を備えたLED照明デバイス10と、第2の向きの光軸を備えたLED照明デバイス10とが交互に並び、1つの列をなして配置されていてもよい。 In addition, the distribution of the directions of the optical axes X 950 to X 954 in the plurality of LED lighting devices 10 arranged in the longitudinal direction of the path 6 is not limited to the form shown in FIG. Further, the number of the LED lighting devices 10 arranged in one row is not limited to the form (five) shown in FIG. For example, the LED lighting device 10 having the optical axis having the first direction in the YZ plane and the LED lighting device 10 having the optical axis having the second direction are alternately arranged and arranged in one row. May be.

図16(C)は、とう道6の長手方向(Y軸方向)におけるLED照明装置96を用いた照明方法を示す。同図によれば、LED照明装置96内において、複数のLED照明デバイス10が、とう道6の長手方向に1つの列をなしている。これらLED照明デバイス10のうち、照射光42による照明領域420の長手方向の端部又は端部付近を担う出射光を放射するLED照明デバイス10a及び10cは、照明領域420の中央部又は中央部付近を担う出射光を放射するLED照明デバイス10bよりも、配光角のより小さい出射光を放射するように設定されている。   FIG. 16C shows an illumination method using the LED illumination device 96 in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the path 6. According to the figure, a plurality of LED lighting devices 10 form one row in the longitudinal direction of the path 6 in the LED lighting device 96. Among these LED lighting devices 10, the LED lighting devices 10 a and 10 c that emit emitted light that bears the end portion or the vicinity of the end portion in the longitudinal direction of the illumination region 420 by the irradiation light 42 are the center portion or the vicinity of the center portion of the illumination region 420. The LED illumination device 10b that emits the emitted light that bears the emission light is set to emit the emitted light having a smaller light distribution angle.

ここで、一般に、配光角のより小さい出射光は、光源から一定の距離にある照明領域においてより高い照度をもたらす。即ち、光の分散の程度が小さく、より遠方においても高い照度での照明が可能となる。従って、照明光42による照明領域420において、長手方向(Y軸方向)の端部においても十分高い照度を実現することができる。これにより、照明領域全体における照度の高低差を小さくし、必要最低照度を確保するために必要とされる消費電力を低減することが可能となる。   Here, in general, emitted light having a smaller light distribution angle provides higher illuminance in an illumination area at a certain distance from the light source. In other words, the degree of light dispersion is small, and illumination with high illuminance is possible even further away. Therefore, in the illumination area 420 by the illumination light 42, a sufficiently high illuminance can be realized even at the end in the longitudinal direction (Y-axis direction). This makes it possible to reduce the height difference of the illuminance in the entire illumination area and to reduce the power consumption required to ensure the necessary minimum illuminance.

また、LED照明デバイス10a〜10cそれぞれからの出射光のZX面内における配光角は、互いに等しいことが好ましい。これにより、これらの出射光の照明領域におけるとう道6の幅方向(X軸方向)における幅を同一とし、ケーブル棚61を含むとう道6の側面を、長手方向(Y軸方向)に沿って一定の高さで確実に照明することが可能となる。尚、とう道6の内部空間の断面が概ね円形である場合、これらの出射光の照明領域の(X軸方向での)幅は、この円形の直径程度とすることが可能である。   Moreover, it is preferable that the light distribution angles in the ZX plane of the emitted light from each of the LED lighting devices 10a to 10c are equal to each other. Thereby, the width in the width direction (X-axis direction) of the path 6 in the illumination area of these emitted lights is made the same, and the side surface of the path 6 including the cable shelf 61 is extended along the longitudinal direction (Y-axis direction). It is possible to reliably illuminate at a certain height. When the cross section of the internal space of the path 6 is substantially circular, the width (in the X-axis direction) of the illumination area of these emitted lights can be about the diameter of this circle.

さらに、他の実施形態として、図16(A)〜(C)において、各LED照明デバイス10毎に出射光の出力を変化させることも可能である。例えば、照射光がなす照明形状の長手方向の端部又は端部付近を担う出射光を放射するLED照明デバイスの出力(投入電力)は、この照明形状の中央部又は中央部付近を担う出射光を放射するLED照明デバイスの出力(投入電力)よりも高くすることも好ましい。これにより、照明領域全体における照度の高低差を小さくすることができる。   Furthermore, as another embodiment, in FIGS. 16A to 16C, the output of the emitted light can be changed for each LED lighting device 10. For example, the output (input power) of the LED illumination device that emits the emitted light that bears the end in the longitudinal direction of the illumination shape formed by the irradiation light or the vicinity of the end is the emitted light that bears the center or near the center of the illumination shape. It is also preferable to make it higher than the output (input power) of the LED lighting device that emits light. Thereby, the height difference of the illumination intensity in the whole illumination area | region can be made small.

以上、図8、9、10、15及び16に示した照明方法の実施形態では、道路(若しくは通路)5又はとう道6を照明対象としているが、照明対象はこれに限定されるものではない。本発明の照明方法は、一定の又は所定の範囲内の幅をもって所定の距離に伸長した領域の照明にも適用することができる。   As described above, in the embodiment of the illumination method shown in FIGS. 8, 9, 10, 15, and 16, the road (or passage) 5 or the road 6 is the illumination target, but the illumination target is not limited to this. . The illumination method of the present invention can also be applied to illumination of a region extended to a predetermined distance with a constant or a width within a predetermined range.

さらに、図8、9、10、15及び16に示した照明方法の実施形態において、照明領域の照明形状は、略長方形状又は略正方形状である。しかしながら、必ずしもこれらに限定されるものではなく、例えば、図6(B)に示したような、略楕円形状又は略円形状が互いに一部重畳しながら配列して形成された長手方向(X軸方向)の両端辺が湾曲した長方形状であってもよい。ここで、十分な数の略楕円形状(略円形状)を重畳させることによって、この両端辺が湾曲した長方形状を略長方形状とすることができる。ただし、略長方形状又は正方形状の出射光を合わせた方が、より長方形状(正方形状)に近い照射光を実現可能とし、長方形状の照明対象により適した無駄のない照明を行うことができる。   Furthermore, in the embodiment of the illumination method shown in FIGS. 8, 9, 10, 15 and 16, the illumination shape of the illumination area is substantially rectangular or square. However, the present invention is not necessarily limited to these. For example, as shown in FIG. 6B, a longitudinal direction (X-axis) formed by arranging substantially elliptical shapes or substantially circular shapes partially overlapping each other. It may be a rectangular shape with curved ends. Here, by overlapping a sufficient number of substantially elliptical shapes (substantially circular shapes), the rectangular shape with curved both ends can be made a substantially rectangular shape. However, it is possible to realize irradiation light that is closer to a rectangular shape (square shape) by combining substantially rectangular or square-shaped emitted light, and it is possible to perform lean illumination more suitable for a rectangular illumination target. .

[とう道照明の実施例:LED照明装置97] [Example of Todoroki Lighting: LED lighting device 97]

図17は、本発明の照明方法によってとう道を照明した実施例に用いたLED照明装置を示す、上面図(図17(A))、正面図(図17(B))、底面図(図17(C))、及び断面図(図17(D1)〜(D3))である。ここで、図17(D1)は、図17(B)のH−H面による断面を示し、図17(D2)は、図17(B)のI−I面による断面を示し、図17(D3)は、図17(B)のJ−J面及びK−K面による断面を示す。   FIG. 17 is a top view (FIG. 17A), a front view (FIG. 17B), and a bottom view (FIG. 17) showing an LED illumination device used in an example in which a road is illuminated by the illumination method of the present invention. 17 (C)) and cross-sectional views (FIGS. 17D1 to D3). Here, FIG. 17D1 shows a cross section taken along the HH plane in FIG. 17B, FIG. 17D2 shows a cross section taken along the II plane in FIG. 17B, and FIG. D3) shows a cross section taken along the JJ plane and the KK plane of FIG.

図17(A)〜(C)によれば、LED照明装置97は、アルミダイキャスト製(又は板金製)の筐体970と、取り付け支持体973と、筐体970及び取り付け支持体973に取り付けられた複数の角度設定ホルダ972A、972B及び972Cと、角度設定ホルダ972A、972B及び972Cにそれぞれ取り付けられたLED照明デバイス10A、11B及び11Cと、マザー回路基板974と、AC/DC変換器976と、2次電池971と、光学的に透明なプラスチック製のカバー975とを備えている。   17A to 17C, the LED lighting device 97 is attached to a case 970 made of aluminum die cast (or made of sheet metal), an attachment support 973, and the case 970 and the attachment support 973. A plurality of angle setting holders 972A, 972B and 972C, LED lighting devices 10A, 11B and 11C attached to the angle setting holders 972A, 972B and 972C, a mother circuit board 974, an AC / DC converter 976, A secondary battery 971 and an optically transparent plastic cover 975 are provided.

2次電池971は、非常用電源であり、災害・事故等によって外部からの交流電力の供給が停止した際、マザー回路基板974に設けられた制御回路が、電力供給源を自動的に2次電池971に切り替える。尚、図17(A)において、2次電池971は、外付けされているが、971’として示すように筐体970内部に設置されることも可能である。また、AC/DC変換器976は、筐体970内部に設置されており、ケーブル977及び防水コネクタを介して取り入れた交流(100V又は200V)を直流(例えば12V)に変換する。   The secondary battery 971 is an emergency power source. When the supply of AC power from the outside is stopped due to a disaster or accident, the control circuit provided on the mother circuit board 974 automatically sets the secondary power supply source to the secondary power source. Switch to battery 971. In FIG. 17A, the secondary battery 971 is externally attached, but can be installed inside the housing 970 as indicated by 971 '. The AC / DC converter 976 is installed inside the housing 970, and converts alternating current (100V or 200V) taken in via the cable 977 and the waterproof connector into direct current (for example, 12V).

カバー975は、筐体内部の防水のために、(図示されていないが)筐体970に設けられた溝に装着されたOリングに押し付けられて密着する形で、筐体970に取り付けられている。カバー975の面の向きは、出射光の反射を抑制するため、LED照明デバイス10A、10B及び10Cの光軸とできるだけ垂直になるように調整される。   The cover 975 is attached to the housing 970 in such a manner that the cover 975 is pressed against an O-ring attached to a groove provided in the housing 970 (not shown) for waterproofing inside the housing. Yes. The orientation of the surface of the cover 975 is adjusted to be as perpendicular as possible to the optical axes of the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C in order to suppress reflection of emitted light.

LED照明デバイス10Aは4個、LED照明デバイス10B及び10Cはそれぞれ8個設けられており、10C、10C、10B、10B、10A、10A、10B、10B、10C及び10Cの順に並んだ列を2列構成する。ここで、LED照明デバイス10Aと、LED照明デバイス10B及び10Cとは、後述するように互いに異なった光学特性を有している。   Four LED lighting devices 10A and eight LED lighting devices 10B and 10C are provided, respectively. Two rows are arranged in the order of 10C, 10C, 10B, 10B, 10A, 10A, 10B, 10B, 10C and 10C. Configure. Here, the LED lighting device 10A and the LED lighting devices 10B and 10C have different optical characteristics as described later.

LED照明デバイス10A、10B及び10Cは、それぞれ複数の基台11の役割を果たす回路基板(又は回路シート)110A、110B及び110Cを備え、それぞれ角度設定ホルダ972A、972B及び972Cに設置されている。回路基板110A、110B及び110Cは、マザー回路基板974から取り付け支持体973内を通る配線を介して、制御された電力を供給される。   The LED lighting devices 10A, 10B, and 10C include circuit boards (or circuit sheets) 110A, 110B, and 110C that function as a plurality of bases 11, respectively, and are installed in angle setting holders 972A, 972B, and 972C, respectively. The circuit boards 110 </ b> A, 110 </ b> B, and 110 </ b> C are supplied with controlled power from the mother circuit board 974 through wiring that passes through the mounting support 973.

尚、2つのLED照明デバイス10A(10B又は10C)の均一化光学体13を一体に形成した均一化光学集合体を使用し、これを角度設定ホルダ972A(972B又は973C)に設置することも可能である。   It is also possible to use a homogenizing optical assembly in which the homogenizing optical bodies 13 of the two LED lighting devices 10A (10B or 10C) are integrally formed, and to install this in the angle setting holder 972A (972B or 973C). It is.

角度設定ホルダ972A、972B及び972Cは、LED照明デバイスの設置角を自由に設定可能とする機構を有する。本実施例では、図17(D1)〜(D3)に示すように、LED照明デバイス10A、10B及び10Cの光軸X10A、X10B及びX10C(X10C’)がz軸に対してなす角度θ10A、θ10B及びθ10Cは、
θ10A=50°(度)
θ10B=62.5°
θ10C=79.5°
に設定されている。
The angle setting holders 972A, 972B, and 972C have a mechanism that allows the installation angle of the LED lighting device to be freely set. In the present embodiment, as shown in FIGS. 17D1 to 17D3, the optical axes X10A , X10B, and X10C ( X10C ′) of the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C are formed with respect to the z-axis. The angles θ 10A , θ 10B and θ 10C are
θ 10A = 50 ° (degrees)
θ 10B = 62.5 °
θ 10C = 79.5 °
Is set to

さらに、図17(C)に示すように、角度設定ホルダ972Cは、更に片辺を持ち上げるように傾いており、LED照明デバイス10Cの光軸X10C(X10C’)がy軸に対してなす角度θSIDEは、
θSIDE=9°
に設定されている。ここで、8個のLED照明デバイス10Cの光軸X10C(X10C’)はいずれも、装置の外側に、即ち装置中央のLED照明デバイス10Aから離れる向きに伸長している。
Furthermore, as shown in FIG. 17C, the angle setting holder 972C is further inclined to lift one side, and the optical axis X 10C (X 10C ′) of the LED lighting device 10C is formed with respect to the y-axis. The angle θ SIDE is
θ SIDE = 9 °
Is set to Here, the optical axes X 10C (X 10C ′) of the eight LED lighting devices 10C all extend outside the apparatus, that is, in a direction away from the LED lighting device 10A at the center of the apparatus.

また、取り付け支持体973の下端に、4個のLED光源12Aが設けられている。LED光源12Aの光軸X12Aは、z軸方向に伸長しており、LED光源12Aは、装置直下の領域を照明する。また、これらLED光源12Aの回路基板(又は回路シート)110Dは、マザー回路基板974から取り付け支持体973内を通る配線を介して、制御された電力を供給される。 In addition, four LED light sources 12A are provided at the lower end of the mounting support 973. The optical axis X 12A of the LED light source 12A is extended in the z-axis direction, the LED light source 12A illuminates the area immediately below the device. In addition, the circuit board (or circuit sheet) 110D of the LED light source 12A is supplied with controlled electric power from the mother circuit board 974 through a wiring passing through the mounting support 973.

尚、LED照明装置97では、照明領域に関して役割の異なるこれら計20個のLED照明デバイス10A、10B及び10Cが、z軸に関して同じ高さの位置に2列を構成して含まれている。その結果、z軸方向の装置の厚みがより小さくなり、装置が小型化している。   The LED illumination device 97 includes a total of 20 LED illumination devices 10A, 10B, and 10C having different roles with respect to the illumination area in two rows at the same height with respect to the z axis. As a result, the thickness of the device in the z-axis direction becomes smaller and the device is downsized.

図18は、LED照明装置97におけるLED照明デバイス10A、10B及び10Cの配向を示す概略図、並びにLED照明デバイス10A、10B及び10Cの光軸の方向を示す概略図である。   FIG. 18 is a schematic diagram illustrating the orientation of the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C in the LED lighting device 97, and a schematic diagram illustrating the direction of the optical axis of the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C.

図18(A)によれば、10C、10C、10B、10B、10A、10A、10B、10B、10C及び10Cの順に並んだLED照明デバイス10A、10B及び10Cからなる1つの列の中で、光軸X10C、X10B及びX10Aの方向も、以下に示すように順次変化していることが分かる。
(イ)LED照明デバイス10C:θ10C=79.5°、θSIDE=9°(−x向き)
(ロ)LED照明デバイス10B:θ10B=62.5°
(ハ)LED照明デバイス10A:θ10A=50°
(ニ)LED照明デバイス10C:θ10C=79.5°、θSIDE=9°(+x向き)
According to FIG. 18 (A), in one row of LED lighting devices 10A, 10B and 10C arranged in the order of 10C, 10C, 10B, 10B, 10A, 10A, 10B, 10B, 10C and 10C, light It can be seen that the directions of the axes X 10C , X 10B and X 10A also change sequentially as shown below.
(A) LED lighting device 10C: θ 10C = 79.5 °, θ SIDE = 9 ° (-x direction)
(B) LED lighting device 10B: θ 10B = 62.5 °
(C) LED lighting device 10A: θ 10A = 50 °
(D) LED lighting device 10C: θ 10C = 79.5 °, θ SIDE = 9 ° (+ x direction)

図18(B)に本実施例の照明対象であるとう道6の天井に、LED照明装置97を設置した態様を示す。同図では、とう道6内部のサイズと、LED照明デバイス10A、10B及び10Cの光軸の方向とが示されている。   FIG. 18B shows a mode in which the LED lighting device 97 is installed on the ceiling of the road 6 which is the illumination target of this embodiment. In the figure, the size of the inside of the path 6 and the direction of the optical axis of the LED lighting devices 10A, 10B and 10C are shown.

図18(B)に示すように、複数のLED照明装置97は、とう道6の天井に、長手方向(Y軸方向)において互いに10mの間隔をもって、幅方向(X軸方向)における中央に設置されている。この際、LED照明装置97の長手方向(x軸方向)は、とう道6の幅方向(X軸方向)に設定されている。また、とう道6内の高さは、2.4mである。尚、LED照明装置97は、天井から吊り下げられることも可能である。   As shown in FIG. 18B, the plurality of LED lighting devices 97 are installed on the ceiling of the road 6 at the center in the width direction (X-axis direction) with an interval of 10 m in the longitudinal direction (Y-axis direction). Has been. At this time, the longitudinal direction (x-axis direction) of the LED lighting device 97 is set to the width direction (X-axis direction) of the path 6. Further, the height in the road 6 is 2.4 m. The LED lighting device 97 can also be suspended from the ceiling.

LED照明装置97の照射光は、LED照明デバイス10A、10B及び10Cそれぞれから放射される出射光と、LED光源12Aからの放射光とからなる。このうち、LED光源12Aからの放射光の光軸X12Aは、LED照明装置97から伸長して、LED照明装置97直下の地点P97に達する。 Irradiation light of the LED illumination device 97 includes emission light emitted from each of the LED illumination devices 10A, 10B, and 10C and emission light from the LED light source 12A. Of these, the optical axis X 12A of light emitted from the LED light source 12A is, extends from the LED lighting device 97, reaches a point P 97 immediately below the LED illumination apparatus 97.

また、LED照明デバイス10Aからの出射光の光軸X10Aは、LED照明装置97から伸長して、とう道6の床面60における長手方向(Y軸方向)での装置間の中点PMIDと、LED照明装置97直下の地点P97との間の位置に達する。さらに、LED照明デバイス10Bからの出射光の光軸X10Bは、LED照明装置97から伸長して、装置間の中点PMIDを超えた地点に達する。 Further, the optical axis X 10A of the emitted light from the LED lighting device 10A extends from the LED lighting device 97, and is a midpoint P MID between the devices in the longitudinal direction (Y-axis direction) on the floor surface 60 of the path 6. When reaching a position between the point P 97 immediately below the LED illumination apparatus 97. Further, the optical axis X 10B of the light emitted from the LED lighting device 10B decompresses the LED lighting device 97, reaches a point beyond the middle point P MID between devices.

さらにまた、LED照明デバイス10Cからの出射光の光軸X10Cは、LED照明装置97から、隣のLED照明装置97直下の地点P97をも超えて伸長する。ここで、LED照明デバイス10Cの光軸X10C及びX10C’は、上述したように角度θSIDE=9°をもってそれぞれ−x向き及び+x向きに傾いており、それぞれとう道6の一方の側面60s及び他方の側面60sに向けられている。 Furthermore, the optical axis X 10C of the light emitted from the LED lighting device 10C from LED lighting device 97, also extending beyond the point P 97 immediately below next to the LED lighting device 97. Here, the optical axes X 10C and X 10C ′ of the LED lighting device 10C are inclined in the −x direction and the + x direction, respectively, with the angle θ SIDE = 9 ° as described above, and each side surface 60s of the path 6 is 60s. And the other side surface 60s.

即ち、以上をまとめると、
a)LED光源12Aは、装置直下の地点P97を中心に照明する。
b)LED照明デバイス10Aは、装置直下の地点P97と装置間の中点PMIDとの間の領域を中心に照明する。
c)LED照明デバイス10Bは、装置間の中点PMIDから向こう側の領域を中心に照明する。
d)LED照明デバイス10Cは、とう道6の両側面60sを中心に照明する。
That is, the above is summarized:
a) LED light source 12A illuminates mainly point P 97 immediately below device.
b) LED lighting device 10A illuminates mainly the area between the midpoint P MID between the equipment and the point P 97 immediately below device.
c) The LED lighting device 10B illuminates centering on a region beyond the midpoint P MID between the devices.
d) The LED lighting device 10 </ b> C illuminates around both side surfaces 60 s of the path 6.

[とう道照明の実施例:LED照明デバイス10A、10B及び10Cの光学特性] [Example of way illumination: Optical characteristics of LED lighting devices 10A, 10B, and 10C]

図19は、LED照明デバイス10A、10B及び10Cから放射される出射光の特性を示すグラフである。この出射光による照射実験は、光学シミュレーションによって行われている。   FIG. 19 is a graph showing characteristics of emitted light emitted from the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C. The irradiation experiment with the emitted light is performed by optical simulation.

最初に、LED照明デバイス10B及び10Cについて説明する。これらデバイスの微小レンズ131mは、長方形配列している。曲率半径Rx’及びRy’は共に1.0mmであって等しい。また、微小レンズ間のピッチPx’及びPy’はそれぞれ、1.7mm及び0.6mmであり、ピッチPが異方性を有する。即ち、LED照明デバイス10B及び10Cの微小レンズ131mは、ピッチPが異なる異方性微小レンズである。尚、x’軸及びy’軸は、図1(A)〜(D)に示した座標系に準拠している。 First, the LED lighting devices 10B and 10C will be described. The microlenses 131m of these devices are arranged in a rectangular shape. The radii of curvature R x ′ and R y ′ are both equal to 1.0 mm. The pitches P x ′ and P y ′ between the microlenses are 1.7 mm and 0.6 mm, respectively, and the pitch P has anisotropy. That is, the microlenses 131m of the LED lighting devices 10B and 10C are anisotropic microlenses having different pitches P. The x ′ axis and the y ′ axis comply with the coordinate system shown in FIGS.

図19(A1)に、LED照明デバイス10B及び10Cからの出射光の光度分布を示す。ここで、同図によれば、光度分布は、x’軸方向とy’軸方向とでそれぞれ異なったガウス分布となる。半値全角Fx’及びFy’もそれぞれ34.0°及び19.3°であり、異なった値となる。 FIG. 19A1 shows the luminous intensity distribution of the emitted light from the LED lighting devices 10B and 10C. Here, according to the figure, the luminous intensity distributions are different Gaussian distributions in the x′-axis direction and the y′-axis direction. The full widths at half maximum F x ′ and F y ′ are 34.0 ° and 19.3 °, respectively, which are different values.

図19(A2)に、LED照明デバイス10B及び10Cからの出射光のx’y’面内での照度分布を示し、さらに、図19(A3)に、LED照明デバイス10B及び10Cからの出射光のx’軸方向及びy’軸方向での照度分布を示す。ここで、両図における照度分布は、微小レンズ配列部131から光軸に沿って2.4m(とう道の高さに相当)の位置にある(光軸に垂直な)平面上での分布である。   FIG. 19A2 shows the illuminance distribution in the x′y ′ plane of the light emitted from the LED lighting devices 10B and 10C, and FIG. 19A3 shows the light emitted from the LED lighting devices 10B and 10C. The illuminance distribution in the x′-axis direction and y′-axis direction is shown. Here, the illuminance distribution in both figures is a distribution on a plane (perpendicular to the optical axis) at a position of 2.4 m (corresponding to the height of the path) along the optical axis from the microlens array part 131. is there.

図19(A2)に示すように、LED照明デバイス10B及び10Cでは、ピッチPが異なる異方性微小レンズを用いているので、出射光の照明形状は、x’軸方向の長辺を有する略長方形状に制御されている。実際、照度分布は、図19(A3)に示すように、x’軸方向及びy’軸方向とで大きく異なっている。尚、この照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、出射光の均一化が促進されていることが確認される。   As shown in FIG. 19 (A2), since the LED illumination devices 10B and 10C use anisotropic microlenses having different pitches P, the illumination shape of the emitted light has a long side in the x′-axis direction. It is controlled in a rectangular shape. Actually, as shown in FIG. 19A3, the illuminance distribution is greatly different between the x′-axis direction and the y′-axis direction. In this illumination shape, no distribution corresponding to the blue and yellow rings in the center is seen, and it is confirmed that the uniformization of the emitted light is promoted.

ここで、LED照明デバイス10B及び10Cは、略長方形状の照明形状におけるx’軸方向の長辺がとう道6の幅方向(X軸方向)となるように設定される。   Here, the LED lighting devices 10 </ b> B and 10 </ b> C are set so that the long side in the x′-axis direction in the substantially rectangular illumination shape is the width direction (X-axis direction) of the road 6.

次いで、LED照明デバイス10Aについて説明する。LED照明デバイス10Aの微小レンズ131mは、正方形配列している。曲率半径Rx’及びRy’は共に1.0mmであって等しい。また、微小レンズ間のピッチPx’及びPy’も共に1.4mmであって等しい。即ち、LED照明デバイス10Aの微小レンズ131mは、等方性微小レンズである。その結果、光度分布における半値全角Fx’及びFy’も共に33.4°となり等しくなる。 Next, the LED lighting device 10A will be described. The microlenses 131m of the LED lighting device 10A are arranged in a square. The radii of curvature R x ′ and R y ′ are both equal to 1.0 mm. Further, the pitches P x ′ and P y ′ between the microlenses are both 1.4 mm and equal. That is, the micro lens 131m of the LED lighting device 10A is an isotropic micro lens. As a result, the full widths at half maximum F x ′ and F y ′ in the luminous intensity distribution are both 33.4 ° and are equal.

図19(B1)に、LED照明デバイス10Aからの出射光のx’y’面内での照度分布を示す。また、図19(B2)に、LED照明デバイス10Aからの出射光のx’軸方向及びy’軸方向での照度分布を示す。これら両図における照度分布も、微小レンズ配列部131から光軸に沿って2.4m(とう道の高さに相当)の位置にある(光軸に垂直な)平面上での分布である。   FIG. 19B1 shows the illuminance distribution in the x′y ′ plane of the light emitted from the LED lighting device 10A. FIG. 19B2 shows the illuminance distribution in the x′-axis direction and the y′-axis direction of the light emitted from the LED lighting device 10A. The illuminance distribution in both figures is also a distribution on a plane (perpendicular to the optical axis) at a position of 2.4 m (corresponding to the height of the path) along the optical axis from the micro lens array part 131.

図19(B1)に示すように、LED照明デバイス10Aでは、等方性微小レンズを用いているので、出射光の照明形状は円形状となる。実際、照度分布は、図19(B2)に示すように、x’軸方向及びy’軸方向において概ね一致する。また、この照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、出射光の均一化が促進されていることも確認される。尚、本実施例では、LED照明デバイス10Aとして、等方性微小レンズを用いた形態を採用しているが、LED照明デバイス10B及び10Cのように、異方性微小レンズを採用することも可能である。   As shown in FIG. 19 (B1), the LED illumination device 10A uses an isotropic microlens, so that the illumination shape of the emitted light is circular. Actually, the illuminance distributions substantially coincide in the x′-axis direction and the y′-axis direction as shown in FIG. In addition, no distribution corresponding to the blue and yellow rings in the center is observed in the illumination shape, and it is confirmed that the uniformization of the emitted light is promoted. In this embodiment, an isotropic microlens is used as the LED lighting device 10A, but anisotropic microlenses can be used as in the LED lighting devices 10B and 10C. It is.

ここで、以上に説明した、LED照明デバイス10A、10B及び10Cにおける出射光の光学特性をまとめると、
a)LED照明デバイス10Aは、円形状の照明形状をもって、装置直下の地点P97と装置間の中点PMIDとの間の領域を中心に照明する。
b)LED照明デバイス10Bは、装置間の中点PMIDから向こう側の領域を中心に照明するが、略長方形状の照明形状の長辺をとう道幅方向(X軸方向)に合わせ、床面60の幅方向の両端まで照度を上げる役割を果たす。
Here, when the optical characteristics of the emitted light in the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C described above are summarized,
a) The LED lighting device 10 </ b> A has a circular illumination shape and illuminates around a region between a point P 97 directly below the device and a midpoint P MID between the devices.
b) The LED lighting device 10B illuminates centering on a region beyond the middle point P MID between the devices, but in accordance with the road width direction (X-axis direction) extending along the long side of the substantially rectangular illumination shape, It plays the role which raises illumination intensity to the both ends of 60 width directions.

c)LED照明デバイス10Cは、略長方形状の照明形状をもって、とう道6の両側面60sを中心に照明する。小さな伏角(θ10C=79.5°)と、とう道長手方向(Y軸方向)から側面60sに向かう傾き(θSIDE=9°)とを有し、側面60sにおける天井に近い領域まで照明する。これにより、側面60sの天井近くに設置されたケーブル棚61の位置でも、作業に必要な照度が確保可能となる。 c) The LED lighting device 10 </ b> C has a substantially rectangular illumination shape and illuminates around both side surfaces 60 s of the path 6. It has a small depression angle (θ 10C = 79.5 °) and an inclination (θ SIDE = 9 °) from the longitudinal direction (Y-axis direction) to the side surface 60s, and illuminates a region close to the ceiling on the side surface 60s. . Thereby, the illuminance necessary for work can be secured even at the position of the cable shelf 61 installed near the ceiling of the side surface 60s.

また、LED照明装置97は、これらLED照明デバイス10A、10B及び10Cからの出射光とLED光源12Aからの放射光とから構成される照射光を放射する。このLED照明装置97からの照射光は、一定の幅の照明領域部分を含み、照明対象平面上に略長方形状の照明領域を形成する。以下、このLED照明装置97を用いてとう道6内を照明した実施例を、比較例と併せて説明する。   Further, the LED lighting device 97 emits irradiation light composed of light emitted from the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C and light emitted from the LED light source 12A. The irradiation light from the LED illumination device 97 includes an illumination area portion having a certain width, and forms a substantially rectangular illumination area on the illumination target plane. Hereinafter, the Example which illuminated the inside of the road 6 using this LED lighting apparatus 97 is described with a comparative example.

[とう道照明の実施例:LED照明装置97によるとう道6の照明] [Example of way illumination: illumination of way 6 by LED illumination device 97]

図20及び図21は、LED照明装置97によってとう道6を照明した際の照度分布を示すグラフである。ここで、とう道6内部のサイズ及びLED照明装置97の設置状況は、図18(B)に示した通りである。また、本シミュレーションにおいて、LED照明デバイス10A、10B及び10CのLED光源12並びにLED光源12Aの各々の光束量は、100lm(ルーメン)として計算されている。   20 and 21 are graphs showing the illuminance distribution when the road 6 is illuminated by the LED illumination device 97. FIG. Here, the size of the inside of the road 6 and the installation state of the LED lighting device 97 are as shown in FIG. In this simulation, the amount of light flux of each of the LED light sources 12 and the LED light sources 12A of the LED lighting devices 10A, 10B, and 10C is calculated as 100 lm (lumen).

図20(A)に、とう道6の床面60の長手方向(Y軸方向)中心線上での照度分布と、床面60の幅方向(X軸方向)での照度分布とを示す。同図によれば、長手方向での照度分布は、概ね30〜55lxの範囲内に収まっている。また、幅方向での照度分布は、概ね30〜45lxの範囲内に収まっている。従って、床面60上での照度のばらつきは、最大値/最小値の比にして2倍程度に収まっていることが分かる。尚、図20(A)のグラフ曲線には、シミュレーション計算時間及び計算ハードウェアのメモリ量の制約から、本来の分布以外のばらつきが表れている。   FIG. 20A shows the illuminance distribution on the center line in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the floor surface 60 of the road 6 and the illuminance distribution in the width direction (X-axis direction) of the floor surface 60. According to the figure, the illuminance distribution in the longitudinal direction is generally within the range of 30 to 55 lx. Moreover, the illuminance distribution in the width direction is generally within the range of 30 to 45 lx. Therefore, it can be seen that the variation in illuminance on the floor surface 60 is about twice as large as the ratio of the maximum value / minimum value. Note that the graph curve in FIG. 20A shows variations other than the original distribution due to the limitations of the simulation calculation time and the memory amount of the calculation hardware.

また、照度における30lxという最低値は、通常とう道に求められる基準最低照度(例えば5lx)を大幅に上回っている。さらに、床面60中心線上での平均照度は、36.5lxとなる。この平均照度は、通常とう道に求められる基準平均照度(例えば15lx)の2倍以上の値となっている。   Further, the minimum value of 30 lx in illuminance is significantly higher than the standard minimum illuminance (for example, 5 lx) required for a normal road. Further, the average illuminance on the center line of the floor surface 60 is 36.5 lx. This average illuminance is a value more than twice the reference average illuminance (for example, 15 lx) required for a normal road.

次いで、図20(B)に、図20(A)の照度分布を、とう道6の床面60(XY面)上に表したグラフを示す。同図によれば、LED照明装置97は、Y軸方向に伸長する床面60上を、長手方向(Y軸方向)においても幅方向(X軸方向)においても、概ね均一な照度で照明していることが分かる。   Next, FIG. 20B shows a graph representing the illuminance distribution of FIG. 20A on the floor surface 60 (XY plane) of the road 6. According to the figure, the LED lighting device 97 illuminates the floor surface 60 extending in the Y-axis direction with a substantially uniform illuminance both in the longitudinal direction (Y-axis direction) and in the width direction (X-axis direction). I understand that

次いで、図21(A)に、とう道6の側面60s上の位置であって床面60から上方1.5mの位置における長手方向(Y軸方向)での照度分布と、床面60から上方1.5mの位置における幅方向(X軸方向)での照度分布とを示す。ここで、幅方向での照度分布の位置範囲は、装置97直下の地点を含む。同図によれば、床面60の上方1.5mの位置においても、少なくとも通常とう道に求められる基準最低照度(例えば5lx)程度の照度は確保されている。尚、図21(A)の幅方向での照度分布のグラフでは、グラフ両端が照度ゼロの位置に落ち込んでいる。これは、シミュレーションにおける境界条件の設定に係る便宜によるものである。実際には、幅方向での照度は、側面60s上の位置において長手方向での照度と一致することに留意すべきである。   Next, in FIG. 21A, the illuminance distribution in the longitudinal direction (Y-axis direction) at a position on the side surface 60s of the path 6 and 1.5 m above the floor surface 60, and above the floor surface 60. The illuminance distribution in the width direction (X-axis direction) at a position of 1.5 m is shown. Here, the position range of the illuminance distribution in the width direction includes a point immediately below the device 97. According to the figure, even at a position 1.5 m above the floor surface 60, an illuminance of at least a reference minimum illuminance (for example, 5 lx) required for a normal path is secured. Note that, in the graph of the illuminance distribution in the width direction in FIG. 21A, both ends of the graph have dropped to positions where the illuminance is zero. This is due to the convenience related to the setting of boundary conditions in the simulation. In practice, it should be noted that the illuminance in the width direction matches the illuminance in the longitudinal direction at a position on the side surface 60s.

次いで、図21(B)に、とう道6の側面60s上での照度分布をYZ面上に表したグラフを示す。同図によれば、LED照明装置97は、Y軸方向に伸長する側面60sの下端から一定の高さ(同図では天井の高さ)までの範囲を、概ね均一な照度で照明していることが分かる。実際、とう道6の側面60sには、ケーブル棚61が設けられており、LED照明装置97は、このケーブル棚61をも、作業するのに十分な照度で照明している。   Next, FIG. 21B is a graph showing the illuminance distribution on the side surface 60s of the path 6 on the YZ plane. According to the figure, the LED illumination device 97 illuminates a range from the lower end of the side surface 60s extending in the Y-axis direction to a certain height (the height of the ceiling in the figure) with a substantially uniform illuminance. I understand that. Actually, a cable shelf 61 is provided on the side surface 60s of the path 6 and the LED lighting device 97 illuminates the cable shelf 61 with sufficient illuminance to work.

尚、LED照明装置97によって、とう道6の側面60sが一定の高さ(図21(B)では天井の高さ)まで概ね均一に照明されるのは、主に、角度θSIDEで外側に傾いたLED照明デバイス10Cの出射光による。 The reason that the LED lighting device 97 illuminates the side surface 60s of the path 6 substantially uniformly up to a certain height (the height of the ceiling in FIG. 21B) is mainly the outside at an angle θ SIDE. By the outgoing light of the inclined LED lighting device 10C.

[とう道照明の実施例:比較例(蛍光灯照明)との比較] [Example of Todoroki illumination: Comparison with comparative example (fluorescent lamp illumination)]

ここで、従来の蛍光灯によってとう道6を照明した比較例を説明する。本比較例のシミュレーションに使用された蛍光灯は20Wである。ここで、蛍光灯の設置状況は、図18(B)において、LED照明装置97の設置位置に、LED照明装置97に代わって蛍光灯を設置したものとなっている。また、蛍光灯は、自身の長手方向がとう道6の幅方向(X軸方向)に平行となるように設置されている。   Here, a comparative example in which the path 6 is illuminated with a conventional fluorescent lamp will be described. The fluorescent lamp used for the simulation of this comparative example is 20 W. Here, the installation situation of the fluorescent lamp is that in FIG. 18B, the fluorescent lamp is installed in place of the LED illumination apparatus 97 at the installation position of the LED illumination apparatus 97. The fluorescent lamp is installed such that its longitudinal direction is parallel to the width direction (X-axis direction) of the path 6.

図22は、蛍光灯(20W)によってとう道6を照明した際の照度分布を示すグラフである。   FIG. 22 is a graph showing the illuminance distribution when the path 6 is illuminated with a fluorescent lamp (20 W).

図22(A)に、とう道6の床面60の長手方向(Y軸方向)中心線上での照度分布を示す。同図によれば、長手方向での照度分布は、概ね4〜32lxの範囲でばらつき、最大値/最小値の比にして8倍程度の変動が存在する。また、照度における4lxという最低値は、通常とう道に求められる基準最低照度(例えば5lx)と同等であるか又は下回っている。一方、この比較例と比較すると、本実施例(図20(A))の照度分布は、上述したように、最大値/最小値の比にして2倍程度に収まっており、さらに、照度最低値も基準最低照度(例えば5lx)を大幅に上回っており、より均一で且つ十分な照度の照明が実現していることが理解される。   FIG. 22A shows the illuminance distribution on the center line in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the floor surface 60 of the road 6. According to the figure, the illuminance distribution in the longitudinal direction varies approximately in the range of 4 to 32 lx, and there is a fluctuation of about 8 times as the ratio of the maximum value / minimum value. Further, the minimum value of 4 lx in the illuminance is equal to or lower than the reference minimum illuminance (for example, 5 lx) required for the normal road. On the other hand, as compared with this comparative example, the illuminance distribution of this example (FIG. 20A) is about twice as large as the ratio of the maximum value / minimum value as described above, and further the minimum illuminance is The value is also significantly higher than the reference minimum illuminance (for example, 5 lx), and it is understood that illumination with more uniform and sufficient illuminance is realized.

次いで、図22(B1)に、比較例(蛍光灯)における、とう道6の側面60s上での照度分布をYZ面上に表したグラフを示す。同図によれば、蛍光灯による側面60sでの照度は、とう道長手方向(Y軸方向)においてもとう道高さ方向(Z軸方向)においても相当に変動していることが分かる。一方、この比較例と比較すると、本実施例(図21(B))のLED照明装置97は、上述したように、側面60sをより均一な照度で照明していることが理解される。   Next, FIG. 22 (B1) shows a graph representing the illuminance distribution on the side surface 60s of the path 6 on the YZ plane in the comparative example (fluorescent lamp). According to the figure, it can be seen that the illuminance on the side surface 60s by the fluorescent lamp varies considerably in the longitudinal direction of the road (Y-axis direction) and also in the road height direction (Z-axis direction). On the other hand, as compared with this comparative example, it is understood that the LED lighting device 97 of this example (FIG. 21B) illuminates the side surface 60s with a more uniform illuminance as described above.

さらに、図22(B2)に、比較例(蛍光灯)における、とう道6の側面60s上の位置であって床面60から上方1.5mの位置における長手方向(Y軸方向)での照度分布と、床面60から上方1.5mの位置における幅方向(X軸方向)での照度分布とを示す。ここで、幅方向での照度分布の位置範囲は、蛍光灯直下の地点を含む。同図によれば、床面60の上方1.5mの位置となると、蛍光灯と隣接する蛍光灯との間の位置(±5mの位置)では、照度が大幅に低下して3lxとなり、通常とう道に求められる基準最低照度(例えば5lx)を満たさない。一方、この比較例と比較すると、本実施例(図21(A))のLED照明装置97は、上述したように、床面60の上方1.5mの位置においても、少なくとも通常とう道に求められる基準最低照度(例えば5lx)程度の照度は確保しており、より十分な照度の照明が実現されている。尚、図22(B2)の幅方向での照度分布のグラフにおいても、グラフ両端が照度ゼロの位置に落ち込んでいる。このグラフの落ち込みも、シミュレーションにおける境界条件の設定に係る便宜によるものである。実際には、幅方向での照度は、側面60s上の位置において長手方向での照度と一致することに留意すべきである。   Further, FIG. 22B2 shows the illuminance in the longitudinal direction (Y-axis direction) at a position on the side surface 60s of the path 6 and 1.5 m above the floor surface 60 in the comparative example (fluorescent lamp). The distribution and the illuminance distribution in the width direction (X-axis direction) at a position 1.5 m above the floor surface 60 are shown. Here, the position range of the illuminance distribution in the width direction includes a point directly under the fluorescent lamp. According to the figure, when the position is 1.5 m above the floor surface 60, the illuminance is greatly reduced to 3 lx at a position between the fluorescent lamp and the adjacent fluorescent lamp (position of ± 5 m). It does not satisfy the reference minimum illuminance (for example, 5 lx) required for the road. On the other hand, as compared with this comparative example, the LED lighting device 97 of the present example (FIG. 21A) is required to be at least a normal road even at a position 1.5 m above the floor surface 60 as described above. An illuminance of a reference minimum illuminance (for example, 5 lx) is secured, and illumination with a sufficient illuminance is realized. Note that, also in the graph of the illuminance distribution in the width direction in FIG. 22B2, both ends of the graph fall into positions where the illuminance is zero. This drop in the graph is also due to the convenience related to the setting of boundary conditions in the simulation. In practice, it should be noted that the illuminance in the width direction matches the illuminance in the longitudinal direction at a position on the side surface 60s.

図23は、本実施例(LED照明装置97)及び比較例(蛍光灯)における、とう道6の床面60及び側面60s上での照度分布を、立体的に表示したグラフである。   FIG. 23 is a graph that three-dimensionally displays the illuminance distribution on the floor surface 60 and the side surface 60s of the path 6 in the present example (LED lighting device 97) and the comparative example (fluorescent lamp).

図23(A)に本実施例のグラフを示す。同図によれば、とう道6の天井に等間隔(10m毎)に設置されたLED照明装置97によって、とう道6の床面60及び側面60s上での照度分布は、概ね均一となっていることが理解される。   FIG. 23A shows a graph of this example. According to the figure, the illuminance distribution on the floor surface 60 and the side surface 60s of the road 6 is substantially uniform by the LED lighting devices 97 installed at equal intervals (every 10 m) on the ceiling of the road 6. It is understood that

一方、図23(B)に比較例のグラフを示す。同図によれば、とう道6の天井に等間隔(10m毎)に設置された蛍光灯99によって、とう道6の床面60及び側面60s上での照度分布は、蛍光灯99の設置間隔に相当する明暗(照明ムラ)を明確に示している。ここで、蛍光灯99と隣接する蛍光灯99との間の位置で、照度が大幅に低下していることが理解される。   On the other hand, FIG. 23B shows a graph of a comparative example. According to the figure, the illuminance distribution on the floor surface 60 and the side surface 60 s of the road 6 by the fluorescent lamps 99 installed at equal intervals (every 10 m) on the ceiling of the road 6 is the installation interval of the fluorescent lamps 99. The light and darkness (illumination unevenness) corresponding to is clearly shown. Here, it is understood that the illuminance is greatly reduced at a position between the fluorescent lamp 99 and the adjacent fluorescent lamp 99.

以上実施例として説明したように、本発明のLED照明装置97を使用することによって、とう道6の内部を、概ね均一な十分な大きさの照度をもって照明することができる。特に、作業対象となるケーブル棚61が設置されるとう道6の側面60sを、概ね均一な十分な大きさの照度をもって照明することができる。また、黄色リング等の色ムラ発生も抑制可能となる。これにより、とう道6内においても良好な作業環境を提供可能となる。   As described above, the LED lighting device 97 of the present invention can be used to illuminate the inside of the road 6 with a substantially uniform and sufficient illuminance. In particular, it is possible to illuminate the side surface 60s of the path 6 where the cable shelf 61 to be worked is installed with a substantially uniform and sufficient illuminance. Further, occurrence of color unevenness such as a yellow ring can be suppressed. As a result, a good working environment can be provided even in the road 6.

また、従来、とう道6の照明装置間の中間領域の照度が不十分となる問題があったが、本発明のLED照明装置97を使用することによって、この中間領域でも十分な大きさの照度が確保され、この問題が解消される。   Further, conventionally, there has been a problem that the illuminance in the intermediate region between the lighting devices of the path 6 becomes insufficient, but by using the LED lighting device 97 of the present invention, the illuminance having a sufficient magnitude in this intermediate region is also provided. Is secured and this problem is solved.

さらに、従来、とう道6内における最高照度と最低照度との差が大きく、最低照度を基準以上に引き上げると最高照度が不要に高くなり、無駄な電力消費が生じる問題もあった。しかしながら、本発明のLED照明装置97を使用することによって、最高照度と最低照度との比を2倍程度にまで引き下げることができ、且つ消費電力を大幅に抑制することができる。   Further, conventionally, there is a large difference between the maximum illuminance and the minimum illuminance in the road 6, and when the minimum illuminance is raised above the reference, the maximum illuminance becomes unnecessarily high, resulting in unnecessary power consumption. However, by using the LED lighting device 97 of the present invention, the ratio of the maximum illuminance to the minimum illuminance can be reduced to about twice, and the power consumption can be greatly suppressed.

図24は、LED照明装置97の変更態様を示す断面図である。   FIG. 24 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of the LED lighting device 97.

図24の断面図は、LED照明装置97’のyz面による断面を示し、LED照明装置97における図17(D1)、(D2)及び(D3)に相当する。図24に示すように、LED照明装置97’は、LED照明装置97に比べて、装置直下照明用のLED光源12Aを備えておらず、代わりにその位置に、表面が鏡面となっている反射部972Rを備えている。   24 shows a cross section taken along the yz plane of the LED lighting device 97 ′, and corresponds to FIGS. 17D1, 17D2 and D3 in the LED lighting device 97. As shown in FIG. 24, the LED illumination device 97 ′ does not include the LED light source 12A for illumination directly below the LED illumination device 97, but instead has a reflective surface whose surface is a mirror surface. A portion 972R is provided.

反射部972Rは、LED照明デバイス10A、10B又は10Cが取り付けられた角度設定ホルダ972A、972B又は972Cの下端に取り付けられており、省略したLED光源12Aによる光束分を補う役割を果たす。即ち、LED照明デバイス10A、10B又は10CにおいてLED光源12から放射し均一化光学体13によって反射された戻り光や、カバーによって反射された戻り光を、反射させ、照射光に加える役割を果たす。   The reflecting portion 972R is attached to the lower end of the angle setting holder 972A, 972B, or 972C to which the LED lighting device 10A, 10B, or 10C is attached, and plays a role of supplementing the light flux by the omitted LED light source 12A. That is, the LED illumination device 10A, 10B, or 10C plays a role of reflecting and adding the return light emitted from the LED light source 12 and reflected by the uniformizing optical body 13 or the return light reflected by the cover to the irradiation light.

また、LED照明装置97’では、点光源であるLED光源12Aを備えていないので、外部から装置を直視した際にも輝点を有さず、見た目に優しく美観上も優れている。さらに、装置直下の照明も反射部972Rによって補うことができるので、十分に均一なとう道6の照明が実現可能となる。尚、本変更態様においては、LED照明デバイス10A(θ10A=50°)よりも、光軸をさらに装置直下に向けたLED照明デバイスを設けることも好ましい。 In addition, since the LED illumination device 97 ′ does not include the LED light source 12A that is a point light source, it does not have a bright spot even when the device is directly viewed from the outside, and is visually appealing and excellent in appearance. Furthermore, since the illumination directly under the apparatus can be supplemented by the reflecting portion 972R, sufficiently uniform illumination of the path 6 can be realized. In addition, in this change aspect, it is also preferable to provide the LED illumination device which has the optical axis directed directly below the apparatus, rather than the LED illumination device 10A (θ 10A = 50 °).

[とう道照明の実施例:LED照明装置98] [Example of Todoroki Lighting: LED lighting device 98]

図25は、本発明の一実施形態としてのLED照明装置98を示す正面図(図25(A))及び断面図(図25(C))、並びに装置98内のLED照明デバイス10D及び10Eの配向を示す概略図(図25(B1)〜(B4))である。図25(C)は、図25(A)のL−L面による断面を示す。   FIG. 25 is a front view (FIG. 25 (A)) and a cross-sectional view (FIG. 25 (C)) showing an LED lighting device 98 as an embodiment of the present invention, and LED lighting devices 10D and 10E in the device 98. It is the schematic (FIG. 25 (B1)-(B4)) which shows orientation. FIG. 25C illustrates a cross section taken along the line L-L in FIG.

図25(A)によれば、LED照明装置98は、内蔵するLED照明デバイスの数、種類及び配向、並びにレンズ系を備えていないLED光源の有無、といった点を除き、LED照明装置97(図17)と同様の構成を備えている。   According to FIG. 25 (A), the LED lighting device 98 is the same as the LED lighting device 97 (see FIG. It has the same configuration as 17).

LED照明装置98は、LED照明デバイス10Dを12個、LED照明デバイス10Eを4個備えており、10E、10D、10D、10D、10D、10D、10D及び10Eの順に並んだデバイス列(群)を2列含む。これらのLED照明デバイス10D及び10Eは、それぞれ角度設定ホルダ982A及び982Bに設置され、互いに異なった配向及び光学特性を有するように設定されている。   The LED lighting device 98 includes 12 LED lighting devices 10D and 4 LED lighting devices 10E, and includes device rows (groups) arranged in the order of 10E, 10D, 10D, 10D, 10D, 10D, 10D, and 10E. Includes two rows. These LED lighting devices 10D and 10E are installed in angle setting holders 982A and 982B, respectively, and are set to have different orientations and optical characteristics.

具体的に、LED照明デバイス10Dは、長距離用光学系としてLED照明デバイス10B(図19(A1)〜(A3))と同様の光学特性を有する。一方、LED照明デバイス10Eは、中距離用光学系としてLED照明デバイス10A(図19(B1)及び(B2))と同様の光学特性を有する。   Specifically, the LED lighting device 10D has the same optical characteristics as the LED lighting device 10B (FIGS. 19A1 to 19A3) as a long-distance optical system. On the other hand, the LED lighting device 10E has the same optical characteristics as the LED lighting device 10A (FIG. 19 (B1) and (B2)) as an intermediate distance optical system.

また、図25(B1)〜(B4)によれば、LED照明デバイス10D及び10Eの配向、即ちそれぞれの光軸X10D及びX10Eの向きは、以下に示すように設定されている。
LED照明デバイス10D:θ10D=30〜50°
θSIDE1=15〜40°(+x向き)
LED照明デバイス10E:θ10E=15〜40°
θSIDE2=15〜40°(+x向き)
ここで、図25(B1)〜(B4)に示した光軸X10D及びX10Eのxyz軸に対する向きは、図25(A)において右下側に位置するLED照明デバイス10D及び10Eについてのものであり、他の位置での光軸X10D及びX10Eは、xyz軸の正負側のいずれに向いているかについて適宜変わっていることに留意すべきである。
Further, according to FIGS. 25B1 to 25B4, the orientations of the LED lighting devices 10D and 10E, that is, the orientations of the optical axes X10D and X10E are set as follows.
LED lighting device 10D: θ 10D = 30 to 50 °
θ SIDE1 = 15 to 40 ° (+ x direction)
LED lighting device 10E: θ 10E = 15 to 40 °
θ SIDE2 = 15 to 40 ° (+ x direction)
Here, the orientations of the optical axes X 10D and X 10E shown in FIGS. 25B1 to 25B with respect to the xyz axis are those for the LED lighting devices 10D and 10E located on the lower right side in FIG. It should be noted that the optical axes X 10D and X 10E at other positions are appropriately changed as to which of the positive and negative sides of the xyz axis is directed.

このように、LED照明装置98においては、16個のLED照明デバイスの光軸はいずれも、xy面から+z方向に傾いているだけでなく、yz面から±x軸方向にも傾いている。従って、LED照明装置98を、例えばとう道の天井部に設置した場合、これらの光軸は、とう道の床面だけではなく側面にも向かって伸長することになる。また、LED照明装置98を、例えばとう道の立て坑部分の側面(壁面)に設置した場合、これらの光軸は、とう道の当該側面に対向する側面に向かうだけではなく当該側面と隣接する側面にも向かって伸長することになる。   As described above, in the LED lighting device 98, the optical axes of the 16 LED lighting devices are not only tilted in the + z direction from the xy plane, but are also tilted in the ± x axis direction from the yz plane. Therefore, when the LED lighting device 98 is installed, for example, on the ceiling part of the road, these optical axes extend not only to the floor surface but also to the side surface of the road. Further, when the LED lighting device 98 is installed, for example, on the side surface (wall surface) of the shaft shaft portion of the roadway, these optical axes are not only directed to the side surface facing the side surface of the roadway but also adjacent to the side surface. It will also extend toward the side.

図25(C)によれば、LED照明装置98は、LED照明デバイス10D及び10Eを覆う形で取り付けられた光学的に透明なカバー985を備えている。また、このカバー985の直ぐ内側に、光拡散シート988が設置されている。一般に、光拡散シートは、メチルメタクリレート及びビニルベンゾエートの共重合体、又はシリカ等から形成された多数の微粒子(ビーズ)を内部で分散させた樹脂を、ポリエステル、又はポリエチレンテレフタレート(PET)等のフィルムにおける片面又は両面にコートしたものである。これらのビーズと樹脂との屈折率の異なる界面において光が拡散される。   According to FIG. 25C, the LED lighting device 98 includes an optically transparent cover 985 attached so as to cover the LED lighting devices 10D and 10E. In addition, a light diffusion sheet 988 is installed immediately inside the cover 985. In general, a light diffusion sheet is made of a copolymer of methyl methacrylate and vinyl benzoate, or a resin in which a large number of fine particles (beads) formed from silica or the like are dispersed inside, a film such as polyester or polyethylene terephthalate (PET). It coats on one side or both sides. Light is diffused at the interface of these beads and resin having different refractive indexes.

尚、LED照明装置98では、LED照明デバイス10D及び10Eの出射面から1mm以上離隔させた位置に光拡散シート988が設置されている。この距離を確保することによって、光拡散シート988による出射光の拡散効果を有効にすることができる。   In the LED illumination device 98, a light diffusion sheet 988 is installed at a position separated from the emission surfaces of the LED illumination devices 10D and 10E by 1 mm or more. By securing this distance, the diffusion effect of the emitted light by the light diffusion sheet 988 can be made effective.

一般に、とう道のような自然光の差し込まない環境下での照明は、
(a)作業を実施する、又は通行するのに十分な照度を有すること、のみならず、
(b)作業者又は通行者にとって眩しくない(作業・通行の邪魔にならない)照射光によること
が要求される。しかしながら、LED光源を用いた照明は、例え光学レンズ系を用いて放射光に所定の配光角を持たせたとしても、この光源の方を向いた作業者又は通行者にとって点光源的に見えてしまい、ぎらつきを感じさせ、「眩しさ」を与えてしまう。このような理由もあって、作業空間兼通路であるとう道では、放射光が拡散されており面光源的に見える蛍光灯を用いた照明が、主に採用されてきた。
In general, lighting in an environment where natural light is not inserted, such as a road,
(A) not only have sufficient illuminance to perform or pass the work,
(B) It is required to use irradiation light that is not dazzling for workers or passersby (does not interfere with work / passage). However, illumination using an LED light source appears to be a point light source for an operator or passer looking toward the light source even if the emitted light has a predetermined light distribution angle using an optical lens system. It will make you feel glare and give it “dazzle”. For these reasons, illumination using a fluorescent lamp that has a radiated light diffused and looks like a surface light source has been mainly employed on a road that is a work space and a passage.

これに対し、LED照明装置98においては、LED照明デバイス10D及び10Eと、光拡散シート988との組み合わせによって、照明対象に応じて必要となる照度が確保され、且つ「眩しさ」を抑制した照明を提供することができる。以下、この格別の組み合わせの作用効果について説明するが、最初に、「眩しさ」について考察する。   In contrast, in the LED lighting device 98, the combination of the LED lighting devices 10D and 10E and the light diffusing sheet 988 secures the illuminance required according to the illumination target and suppresses “dazzle”. Can be provided. Hereinafter, the operational effects of this exceptional combination will be described. First, “dazzle” will be considered.

図26は、出射光に対して視線方向のなす角度と、「眩しさ」を感じる光束量との関係を示すグラフ、及び光拡散シートの作用を説明するための概略図である。   FIG. 26 is a graph showing the relationship between the angle formed by the line-of-sight direction with respect to the emitted light and the amount of luminous flux that feels “dazzle”, and a schematic diagram for explaining the action of the light diffusion sheet.

「眩しさ」を考察するための実験として、発光しているLED照明デバイスを種々の角度から見た際の眩しさを測定した。この眩しさの測定は、同一の試験者の視覚による判断、即ち官能検査として行われた。具体的には、試験者が、発光した所定の光学特性を有するLED照明デバイスを1m離隔した位置から視線角θをもって見ている状態で、LED照明デバイスへの投入電流量を増大させ、試験者が「眩しい」と判断した時点での全光束を、「眩しさ光束閾値」とした。 As an experiment for considering “glare”, the glare when the LED lighting device emitting light was viewed from various angles was measured. The measurement of the glare was performed as visual judgment of the same tester, that is, as a sensory test. Specifically, the tester increases the amount of current applied to the LED lighting device while looking at the LED lighting device having a predetermined optical characteristic emitted from a position 1 m away from the position with a line-of-sight angle θ s. The total luminous flux at the time when the person judged “dazzling” was defined as “dazzling luminous flux threshold”.

図26(A)のグラフにおいて、横軸は、LED照明デバイスの光軸と視線とのなす角度である視線角θ(度(°))であり、縦軸は、視線角θにおける「眩しさ光束閾値」(lm)及びその時点での投入電流量(mA)である。 In the graph of FIG. 26 (A), the horizontal axis is an angle between the optical axis and the visual axis of the LED lighting device gaze angle theta s (degree (°)), the vertical axis, the line of sight angle theta s " These are the “dazzling luminous flux threshold” (lm) and the applied current amount (mA) at that time.

図26(A)によれば、いずれの視線角θにおいても、眩しさを感じなくなる「眩しさ光束閾値」が存在する。また、視線角θが大きくなるほど「眩しさ光束閾値」は増大する。尚、同様の実験によって、配光角のより小さい長距離用のLED照明デバイスの方が、同じ視線角θにおいて「眩しさ光束閾値」がより小さい、即ちより眩しい、ことが確認されている。これは、配光角のより小さい長距離用のLED照明デバイスでは、全光束量は短距離用と概ね同じであったとしても、照度のピーク値がより高くなっていることによると考えられる。このことから、眩しさには、照度ピーク値が強く影響していることが理解される。 According to FIG. 26 (A), there is a “dazzling luminous flux threshold” at which any gaze angle θ s does not feel dazzling. Further, the “glare luminous flux threshold” increases as the line-of-sight angle θ s increases. Incidentally, a similar experiment, towards LED lighting device for a smaller long-distance light distribution angle is "glare light flux threshold" is less than, i.e. more bright at the same line of sight angle theta s, it has been confirmed . This is considered to be due to the fact that in the LED lighting device for long distances with a smaller light distribution angle, the peak value of illuminance is higher even if the total luminous flux is almost the same as that for short distances. From this, it is understood that the illuminance peak value strongly influences the glare.

以上の結果から、LED照明デバイスの設置角度(想定される作業者又は通行者にとっての視線角θ)を調整することによって、眩しさを抑制可能であることが理解される。具体的には、LED照明デバイス10D及び10Eの光軸X10D及びX10Eの向きを図25(B1)〜(B4)に示すように(又は同図に準じて)傾けることを考える。この場合、設定された投入電流量における「眩しさ光束閾値」に対応する視線角θが作業者又は通行者にとって十分確保されるように、角度θ10D、θ10E、θSIDE1及びθSIDE2を調整することによって、眩しさを十分に抑制可能であることが理解される。 From the above results, it is understood that glare can be suppressed by adjusting the installation angle of the LED lighting device (the sight angle θ s for an assumed worker or passerby). Specifically, it is considered that the directions of the optical axes X 10D and X 10E of the LED lighting devices 10D and 10E are tilted as shown in FIGS. 25 (B1) to (B4) (or according to the figure). In this case, the angles θ 10D , θ 10E , θ SIDE1, and θ SIDE2 are set so that the line-of-sight angle θ s corresponding to the “dazzling luminous flux threshold” at the set input current amount is sufficiently secured for the worker or the passerby. It is understood that glare can be sufficiently suppressed by adjusting.

しかしながら、例えば図25(B1)〜(B4)に示すようにデバイスの設置角度を設定した場合、角度θSIDE1及びθSIDE2をもって傾いた照射光による照明先(例えばとう道の側面)において、照度が過剰に高くなる領域が存在する場合も生じ得ることが分かった。例えばとう道の場合、側面に設置されているケーブル棚61(図16(A))がより明るくなることは作業上非常に好ましい。しかしながら、とう道内全体の照度設計及び消費電力低減化の観点からすると、この側面におけるとう道長手方向での照度分布は、十分な照度が確保されるだけではなく、できるだけ平準化されることが望まれる。この照度分布の平準化という課題を解決するため、LED照明装置98(図25(C))は、光拡散シート988を備えているのである。 However, when the installation angle of the device is set as shown in FIGS. 25B1 to 25B4 , for example, the illuminance at the illumination destination (for example, the side surface of the road) with illumination light inclined at angles θ SIDE1 and θ SIDE2 It has been found that there may be cases where there is an excessively high region. For example, in the case of a road, it is very preferable in terms of work that the cable shelf 61 (FIG. 16A) installed on the side surface becomes brighter. However, from the viewpoint of the illuminance design of the entire road and the reduction of power consumption, it is desirable that the illuminance distribution in the longitudinal direction on this side not only ensure sufficient illuminance but also be leveled as much as possible. It is. In order to solve the problem of leveling the illuminance distribution, the LED lighting device 98 (FIG. 25C) includes a light diffusion sheet 988.

このLED照明装置98においては、図26(B)及び(C)に示すように、LED照明デバイス10D又は10Eからの放射光は、光拡散シート988とカバー985とを通過して、外部に伝播する。この際、光拡散シート988の有するヘイズ(haze)値Hzによって、その拡散の態様が変化する。   In this LED lighting device 98, as shown in FIGS. 26B and 26C, the emitted light from the LED lighting device 10D or 10E passes through the light diffusion sheet 988 and the cover 985 and propagates to the outside. To do. At this time, the diffusion mode changes depending on the haze value Hz of the light diffusion sheet 988.

ここで、ヘイズ値Hzとは、シートやフィルム等の透光対象における曇り具合又は濁り具合を示す指標であり、小さな値であるほど、透明であることを示す。ヘイズ値Hzは、一般に、次式
(15) Hz(%)=Td/Tt×100
で定義される。ここで、Tdは拡散透過率であり、Ttは全光線透過率である。
Here, the haze value Hz is an index indicating the degree of cloudiness or turbidity in a light transmission target such as a sheet or film, and the smaller the value, the more transparent. The haze value Hz is generally expressed by the following formula (15) Hz (%) = Td / Tt × 100
Defined by Here, Td is the diffuse transmittance, and Tt is the total light transmittance.

図26(B)に示すように、ヘイズ値Hzの小さい光拡散シート988を用いた場合、LED照明デバイス10D又は10Eからの放射光は、この光拡散シート988によって部分的に拡散されるものの、デバイス内のレンズ系(均一化光学体)による配向性を保持し、光軸に沿った方向に集中して出射する。一方、図26(C)に示すように、ヘイズ値Hzの大きい光拡散シート988を用いた場合、LED照明デバイス10D又は10Eからの放射光は、この光拡散シート988によって多くが拡散され、デバイス内のレンズ系(均一化光学体)によって付与された配向性を低下させて、拡散光に近づく。この際、拡散された放射光の一部は、装置内部に向かって伝播し反射して、後述する装置直下近傍での照度向上に寄与することになる。   As shown in FIG. 26B, when the light diffusion sheet 988 having a small haze value Hz is used, the emitted light from the LED lighting device 10D or 10E is partially diffused by the light diffusion sheet 988. The orientation by the lens system (homogenizing optical body) in the device is maintained, and the light is concentrated and emitted in the direction along the optical axis. On the other hand, as shown in FIG. 26C, when a light diffusion sheet 988 having a large haze value Hz is used, a large amount of emitted light from the LED lighting device 10D or 10E is diffused by the light diffusion sheet 988. The orientation imparted by the inner lens system (homogenizing optical body) is lowered to approach diffused light. At this time, part of the diffused radiated light propagates and reflects toward the inside of the apparatus, and contributes to improvement of illuminance in the vicinity immediately below the apparatus.

図27は、光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、LED照明装置98による照明の照度分布を示すグラフである。   FIG. 27 is a graph showing the illuminance distribution of illumination by the LED illumination device 98 when the light diffusion sheet is used and when it is not used.

ここで、図27の照度分布を導出した実験の条件として、LED照明装置98は、高さ2mの位置であって、とう道の床面を想定した照明対象面における長手方向の中心線上に、10m間隔で複数設けられ、装置の長手方向が照明対象面の長手方向と直交するように設置された。   Here, as an experimental condition for deriving the illuminance distribution of FIG. 27, the LED illumination device 98 is located at a height of 2 m, on the center line in the longitudinal direction on the illumination target surface assuming the floor surface of the road, A plurality were provided at intervals of 10 m, and the apparatus was installed so that the longitudinal direction of the apparatus was orthogonal to the longitudinal direction of the illumination target surface.

図27(A)に、ヘイズ値89%の光拡散シート988を用いた場合、及び用いない場合における照明対象面(床面)の中心線上での長手方向位置Yについての照度分布を示す。同図によれば、光拡散シート988(Hz=89%)を用いることによって、LED照明装置98の直下の位置、即ち装置98と直に対向する位置(Y=0及び10m)では照度が増大し、一方、2つのLED照明装置98の中間位置(Y=5m)では照度が若干減少する。これは、
(a)図26(C)にも示したように、拡散された放射光の一部が装置内部に向かって伝播して反射し、又は
(b)本来レンズ系によって遠方又は側方(例えばとう道の側面方向)に配向された放射光が光拡散シート988によって装置近傍側に戻されて、
装置98の直下近傍での照明に寄与するためと考えられる。
FIG. 27A shows the illuminance distribution for the longitudinal position Y on the center line of the illumination target surface (floor surface) when the light diffusion sheet 988 having a haze value of 89% is used and when it is not used. According to the figure, by using the light diffusing sheet 988 (Hz = 89%), the illuminance increases at a position directly below the LED lighting device 98, that is, a position directly facing the device 98 (Y = 0 and 10 m). On the other hand, the illuminance slightly decreases at an intermediate position (Y = 5 m) between the two LED illumination devices 98. this is,
(A) As shown in FIG. 26C, a part of the diffused radiation is propagated and reflected toward the inside of the apparatus, or (b) is far or laterally (for example, by the lens system) The emitted light oriented in the direction of the side of the road is returned to the vicinity of the device by the light diffusion sheet 988,
This is considered to contribute to illumination in the vicinity immediately below the device 98.

実際、光拡散シート988(Hz=89%)を用いた場合における、照明対象面(床面)の中心線上での照度の平均値は18.9lxとなっており、光拡散シート988を用いない場合での照度平均値(13.4lx)の約1.4倍にまで向上している。   Actually, when the light diffusion sheet 988 (Hz = 89%) is used, the average value of illuminance on the center line of the illumination target surface (floor surface) is 18.9 lx, and the light diffusion sheet 988 is not used. It is improved to about 1.4 times the average illuminance value (13.4 lx).

次いで、図27(B)に、ヘイズ値86%の光拡散シート988を用いた場合、及び用いない場合における照明対象面(床面)の中心線上での長手方向位置Yについての照度分布を示す。ここで、同図の実験において使用されたLED照明装置98でのLED照明デバイス10D又は10Eの光軸X10D及びX10Eの向きについては、図27(A)の実験において使用されたLED照明装置98での光軸X10D及びX10Eの向きとは角度の異なる設定がなされている。従って、図27(A)及び図27(B)のグラフ間での照度絶対値の比較はできないことに留意すべきである。 Next, FIG. 27B shows the illuminance distribution with respect to the longitudinal position Y on the center line of the illumination target surface (floor surface) when the light diffusion sheet 988 having a haze value of 86% is used and when not used. . Here, regarding the orientation of the optical axes X 10D and X 10E of the LED illumination device 10D or 10E in the LED illumination device 98 used in the experiment of FIG. 27, the LED illumination device used in the experiment of FIG. The angle is different from the orientation of the optical axes X 10D and X 10E at 98. Therefore, it should be noted that the illuminance absolute value cannot be compared between the graphs of FIGS. 27A and 27B.

図27(B)によれば、光拡散シート988(Hz=86%)を用いることによって、LED照明装置98の直下の位置(Y=0及び10m)では照度が増大し、一方、2つのLED照明装置98の中間位置(Y=5m)では、光拡散シート988(Hz=89%)の場合とは異なり、照度が概ね維持される。このように、光拡散シート988のヘイズ値Hzを適切に調整することによって、装置直下での照度を増大させつつ、装置間の領域でも、光拡散シート988を用いない場合と実質上同一の照度分布を維持することが可能となる。   According to FIG. 27B, by using the light diffusing sheet 988 (Hz = 86%), the illuminance increases at the position (Y = 0 and 10 m) immediately below the LED lighting device 98, while the two LEDs Unlike the case of the light diffusion sheet 988 (Hz = 89%), the illuminance is generally maintained at the intermediate position (Y = 5 m) of the illumination device 98. Thus, by appropriately adjusting the haze value Hz of the light diffusing sheet 988, while increasing the illuminance directly under the apparatus, the illuminance substantially the same as when the light diffusing sheet 988 is not used even in the area between the apparatuses. The distribution can be maintained.

また、光拡散シート988(Hz=86%)を用いた場合における、照明対象面(床面)の中心線上での照度の平均値は20.1lxとなっており、光拡散シート988を用いない場合での照度平均値(16.7lx)の約1.2倍にまで向上している。   Further, when the light diffusion sheet 988 (Hz = 86%) is used, the average illuminance on the center line of the illumination target surface (floor surface) is 20.1 lx, and the light diffusion sheet 988 is not used. It is improved to about 1.2 times the average illuminance value (16.7 lx).

次いで、図27(C)に、ヘイズ値86%の光拡散シート988を用いた場合、及び用いない場合における、照明対象面(床面)の長手方向の中心線と平行であって当該中心線から幅方向に1m離隔した平行線における上方1.5mの高さの地点での照度分布を示す。即ち、図27(C)のグラフでの照度は、とう道の側面の照明を想定しており、この平行線上の長手方向位置Y’から1.5mの高さ地点での照度となっている。また、同図において使用されたLED照明装置98は、図27(B)において使用された装置と同一である。   Next, in FIG. 27C, when the light diffusion sheet 988 having a haze value of 86% is used and when it is not used, the center line is parallel to the longitudinal center line of the illumination target surface (floor surface). The illuminance distribution at a point 1.5 m above a parallel line 1 m away from the width direction is shown. That is, the illuminance in the graph of FIG. 27C assumes illumination on the side of the road, and is illuminance at a height point of 1.5 m from the longitudinal position Y ′ on the parallel line. . Further, the LED lighting device 98 used in the figure is the same as the device used in FIG.

図27(C)によれば、光拡散シート988(Hz=86%)を用いることによって、2つのLED照明装置98の中間位置(Y’=5m)では、照度が概ね維持され(実質上同一であり)、一方、位置Y’方向におけるLED照明装置98に相当する位置(Y’=0及び10m)では、照度が減少する。その結果、(とう道の側面上の位置に相当する)高さ1.5mの地点での照度分布は、かなりの程度に平準化されることが理解される。この平準化した照度は、いずれの位置Y’においても概ね(例えば作業に必要とされる照度である)5lx以上の値を示す。   According to FIG. 27C, by using the light diffusing sheet 988 (Hz = 86%), the illuminance is substantially maintained at the intermediate position (Y ′ = 5 m) between the two LED lighting devices 98 (substantially the same). On the other hand, at the position (Y ′ = 0 and 10 m) corresponding to the LED lighting device 98 in the position Y ′ direction, the illuminance decreases. As a result, it is understood that the illuminance distribution at a point of 1.5 m in height (corresponding to the position on the side of the road) is leveled to a considerable extent. This leveled illuminance generally indicates a value of 5 lx or more (for example, illuminance required for work) at any position Y ′.

ここで、位置Y’方向における装置98に相当する位置(Y=0及び10m)において照度が減少するのは、本来、例えば側面を照明するために側面側に配向させられた放射光が光拡散シート988を通過することによって、その一部が装置間の中間領域に集められるためであると考えられる。尚、この中間領域に集められた放射光によって、図27(A)及び(B)における2つの装置98の中間位置(Y=5m)での照度がそれほど低下しない、又は維持されることになるのである。   Here, the illuminance decreases at a position corresponding to the device 98 in the position Y ′ direction (Y = 0 and 10 m) because, for example, the radiated light oriented to the side surface side for illuminating the side surface is light diffused. It is considered that a part of the sheet 988 is collected in an intermediate region between the apparatuses by passing through the sheet 988. Note that the illuminance at the intermediate position (Y = 5 m) of the two devices 98 in FIGS. 27A and 27B is not reduced or maintained by the radiated light collected in the intermediate region. It is.

次に、以上に実施例として説明した、
<LED照明デバイス10D及び10Eと、光拡散シート988との組み合わせ>
における格別の作用効果を確認するため、均一化光学体(レンズ系)が設置された場合と設置されていない場合における照度分布を比較し、両者の違いを考察する。
Next, as described above as an example,
<Combination of LED lighting devices 10D and 10E and light diffusion sheet 988>
In order to confirm the special effects of the illuminant, the illuminance distribution between the case where the homogenizing optical body (lens system) is installed and the case where it is not installed is compared, and the difference between the two is considered.

図28(A)は、均一化光学体(レンズ系)を設置した場合であって、光拡散シート988を用いた場合及び用いない場合における、LED照明装置98による照明の照度分布を示すグラフである。また、図28(B)は、均一化光学体(レンズ系)を設置しない場合であって、光拡散シート988を用いた場合及び用いない場合における、LED照明装置98による照明の照度分布を示すグラフである。   FIG. 28A is a graph showing the illuminance distribution of illumination by the LED illumination device 98 when the uniformizing optical body (lens system) is installed and when the light diffusion sheet 988 is used and when it is not used. is there. FIG. 28B shows the illuminance distribution of illumination by the LED illumination device 98 when the uniformizing optical body (lens system) is not installed and when the light diffusion sheet 988 is used and when it is not used. It is a graph.

図28(A)のグラフにおいては、照度値は、レンズ系を設置していて光拡散シート988を用いない場合の値を1として規格化されている。また、図28(B)のグラフにおいては、照度値は、レンズ系を設置しておらず光拡散シート988も用いない場合の値を1として規格化されている。さらに、照度分布は、照明対象面(床面)の中心線上での長手方向位置Yについての分布である。また、光拡散シート988については、ヘイズ値Hz=86%、89%及び92%の3種類を使用した。   In the graph of FIG. 28A, the illuminance value is normalized with the value when the lens system is installed and the light diffusion sheet 988 is not used being set to 1. In the graph of FIG. 28B, the illuminance value is standardized with a value of 1 when no lens system is installed and the light diffusion sheet 988 is not used. Furthermore, the illuminance distribution is a distribution with respect to the longitudinal position Y on the center line of the illumination target surface (floor surface). For the light diffusion sheet 988, three types of haze values Hz = 86%, 89% and 92% were used.

レンズ系を有する場合である図28(A)によれば、レンズ系有り・光拡散シート有り(Hz=86〜92%)では、レンズ系有り・光拡散シート無し(規格化照度=1)の場合と比較して、LED照明装置98直下での照度が増大している。また、レンズ系有り・光拡散シート有り(Hz=86%,89%)では、装置98直下の位置から離隔しても、照度はレンズ系有り・光拡散シート無し(規格化照度=1)の場合と概ね同等に維持される。これらの結果は、図27(A)及び(B)で示された結果と同様である。   According to FIG. 28A, which has a lens system, when there is a lens system and a light diffusion sheet (Hz = 86 to 92%), there is a lens system and no light diffusion sheet (standardized illuminance = 1). Compared with the case, the illuminance directly under the LED lighting device 98 is increased. In addition, with the lens system and the light diffusion sheet (Hz = 86%, 89%), the illuminance is with the lens system and no light diffusion sheet (standardized illuminance = 1) even if the lens 98 is separated from the position immediately below the device 98. Maintains roughly the same as the case. These results are similar to the results shown in FIGS. 27 (A) and (B).

一方、レンズ系を有しない場合である図28(B)によれば、レンズ系無し・光拡散シート有り(Hz=86〜92%)では、レンズ系無し・光拡散シート無し(規格化照度=1)の場合と比較して、長手方向位置Y全体において照度が概ね同等である、又は低下している。特に、レンズ系無し・光拡散シート有り(Hz=92%)では、照度低下が顕著である。   On the other hand, according to FIG. 28B, which has no lens system, when there is no lens system and there is a light diffusion sheet (Hz = 86 to 92%), there is no lens system and no light diffusion sheet (standardized illuminance = Compared with the case of 1), the illuminance is substantially equal or decreased in the entire longitudinal position Y. In particular, when the lens system is not used and the light diffusion sheet is used (Hz = 92%), the illuminance is significantly reduced.

ここで、使用される光拡散シート988のヘイズ値Hzについては、以上に述べた結果から上限として90%(未満)とすることも好ましい。一方、下限については、実験によって、ヘイズ値Hzと分光透過率(%)との間に強い相関の存在することが確認されており、ヘイズ値Hzが70%以上において、分光透過率の低減が急激になることが分かっている。従って、分光透過率がより強い影響を受け始め、上述した本発明の作用効果が発現し易くなるヘイズ値Hz=70%(以上)を、下限とすることができる。即ち、ヘイズ値Hzは、好ましくは70%以上であって90%未満の値に設定される。さらに、図27(A)における照度分布の結果よりも図27(B)における照度分布の結果の方がより好ましいことから、ヘイズ値Hzは、70%以上であって87%未満の値に設定されることがより好ましい。   Here, the haze value Hz of the light diffusion sheet 988 to be used is preferably 90% (less than) as the upper limit from the results described above. On the other hand, with regard to the lower limit, it has been confirmed by experiments that a strong correlation exists between the haze value Hz and the spectral transmittance (%). When the haze value Hz is 70% or more, the spectral transmittance is reduced. I know it will be abrupt. Accordingly, the haze value Hz = 70% (or higher) at which the spectral transmittance starts to be influenced more strongly and the above-described operational effects of the present invention are easily exhibited can be set as the lower limit. That is, the haze value Hz is preferably set to a value of 70% or more and less than 90%. Further, since the result of the illuminance distribution in FIG. 27B is more preferable than the result of the illuminance distribution in FIG. 27A, the haze value Hz is set to a value of 70% or more and less than 87%. More preferably.

以上に説明した図28(A)及び(B)の結果から、レンズ系有り・光拡散シート有り(Hz=86%,89%)における、(a)装置直下での照度増大、及び(b)装置直下から離隔した位置での照度の維持、さらに、(c)これらの結果としての平均照度の向上、といった格別の効果は、レンズ系及び光拡散シートのいずれが欠けても奏功しない、両者の結合によるものであることが理解される。   From the results of FIGS. 28A and 28B described above, (a) increase in illuminance directly under the apparatus, and (b) in the presence of a lens system and light diffusion sheet (Hz = 86%, 89%). The extraordinary effects of maintaining the illuminance at a position separated from directly under the device and (c) improving the average illuminance as a result of these will not be successful if either the lens system or the light diffusion sheet is missing. It is understood that this is due to a bond.

尚、これらの効果(a)〜(c)を奏するLED照明装置98は、例えば、とう道内の立て坑部分の側面(壁面)に設置されることも好ましい。この場合、装置の設置された壁面と対向する壁面だけではなく、隣接する壁面をも照明した上で、立て坑部分での作業者及び通行者にとって眩しさが抑制された良好な照明環境が実現可能となる。   In addition, it is also preferable that the LED illuminating device 98 which exhibits these effects (a) to (c) is installed, for example, on the side surface (wall surface) of the shaft portion in the tunnel. In this case, after lighting not only the wall facing the wall where the device is installed, but also the adjacent wall, a good lighting environment is realized in which glare is suppressed for workers and passersby in the shaft It becomes possible.

以上に述べた実施形態は全て、本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in various other modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

1、7、8、9、9’、95、96、97、97’、98 LED照明装置
10、10a、10b、10c、10A、10B、10C、10D、10E LED照明デバイス
100、101、102、103 LED照明デバイス体
11 基台
110、110A、110B、110C 回路基板
12、12A LED光源
13 均一化光学体
13A、13B、13C 均一化光学集合体
130 配光角制御レンズ部
131 微小レンズ配列部
15 強度分布
16 ケース
17 蓋体
18、73、83、93、94’ 電源線
19 放熱部
20、21 出射光
200、210、300、310、331、340、350、360、380、390、400、410、420 照明領域
30、31、33、34、35、36、38、38a、38b、39、40、41、42 照射光
330 光軸に垂直な面
5 道路(通路)
50 路面
6 とう道
60 床面
60s 側面
61 ケーブル(・管)棚
71、81、91、91’、970 筐体
710、711 設置面
72、82、92、975、985 カバー
74、84、94、930’、931’ 取り付けネジ
920’、921’ 抑え枠
940’、941’ シール部材
971、971’ 2次電池
972A、972B、972C、982A、982B 角度設定ホルダ
972R 反射部
973 取り付け支持体
974 マザー回路基板
976 AC/DC変換器
977 ケーブル
99 蛍光灯
988 光拡散シート
1, 7, 8, 9, 9 ′, 95, 96, 97, 97 ′, 98 LED lighting device 10, 10a, 10b, 10c, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E LED lighting device 100, 101, 102, DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 LED illumination device body 11 Base 110,110A, 110B, 110C Circuit board 12,12A LED light source 13 Homogenizing optical body 13A, 13B, 13C Homogenizing optical assembly 130 Light distribution angle control lens part 131 Microlens array part 15 Intensity distribution 16 Case 17 Lid 18, 73, 83, 93, 94 ′ Power supply line 19 Heat radiation part 20, 21 Emission light 200, 210, 300, 310, 331, 340, 350, 360, 380, 390, 400, 410 , 420 Illumination area 30, 31, 33, 34, 35, 36, 38, 38a, 38b, 39, 40, 41, 42 Irradiation light 330 Plane perpendicular to optical axis 5 Road (passage)
50 Road surface 6 Road 60 Floor surface 60s Side surface 61 Cable (/ tube) shelf 71, 81, 91, 91 ', 970 Housing 710, 711 Installation surface 72, 82, 92, 975, 985 Cover 74, 84, 94, 930 ', 931' Mounting screw 920 ', 921' Holding frame 940 ', 941' Seal member 971, 971 'Secondary battery 972A, 972B, 972C, 982A, 982B Angle setting holder 972R Reflector 973 Mounting support 974 Mother circuit Substrate 976 AC / DC converter 977 Cable 99 Fluorescent lamp 988 Light diffusion sheet

Claims (31)

複数のLED照明デバイスを備えたLED照明装置を用いた照明方法であって、
前記LED照明デバイスは、
発光ダイオードチップを備えた光源と、
前記光源からの放射光を受光して所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
前記配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された前記放射光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えており、
前記複数の微小レンズは、曲率半径R、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチP、又は該曲率半径R及び該ピッチPの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面内における1つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている異方性微小レンズであり、
前記照明方法は、
複数の前記LED照明デバイスからの出射光を合わせて、一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成し、
前記照射光を照明対象面に照射する
ことを特徴とする照明方法。
An illumination method using an LED illumination device including a plurality of LED illumination devices,
The LED lighting device is:
A light source with a light emitting diode chip;
A light distribution angle control lens unit that receives the emitted light from the light source and controls the light distribution angle to a predetermined light distribution angle;
Including a plurality of microlenses arranged with the emission positions of the light distribution angle control lens section as lens arrangement surfaces, and a microlens array section that receives and disperses the emitted light whose light distribution angle is controlled,
The plurality of microlenses has a radius of curvature R, a pitch P that is a distance between lens vertices in adjacent microlenses, or both the radius of curvature R and the pitch P. An anisotropic microlens that differs between the direction of one axis and the direction of the axis perpendicular to the axis, and the pitch P differs between the directions of the axes connecting the lens vertices in the lens array plane. ,
The illumination method includes:
Combine the emitted light from the plurality of LED lighting devices to form an illumination light having an illumination region portion of a certain width,
An illumination method, wherein the illumination target surface is irradiated with the irradiation light.
前記照明対象面に対向する位置に、該照明対象面の長手方向に沿って、前記LED照明装置を複数並べて設置し、
複数の前記LED照明装置の各々からの照射光を、互いに隣接又は一部重畳させながら前記長手方向に配列させて、前記照明対象面に照射する
ことを特徴とする請求項1に記載の照明方法。
A plurality of the LED lighting devices are arranged side by side along the longitudinal direction of the illumination target surface at a position facing the illumination target surface,
2. The illumination method according to claim 1, wherein irradiation light from each of the plurality of LED illumination devices is arranged in the longitudinal direction while being adjacent to each other or partially overlapped to irradiate the illumination target surface. .
前記LED照明装置は、複数の前記LED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
1つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、前記照明対象面の長手軸及び法線を含む長手垂直面内において互いに異なる方向を有する状態で、該1つのデバイス群からの照射光と該他のデバイス群からの照射光とを、該照明対象面に照射する
ことを特徴とする請求項2に記載の照明方法。
The LED lighting apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of the LED lighting devices,
The optical axis of one device group and the optical axis of the other device group are different from each other in the longitudinal vertical plane including the longitudinal axis and the normal line of the illumination target surface. The illumination method according to claim 2, wherein the illumination target surface is irradiated with the irradiation light from the other device group and the irradiation light from the other device group.
前記LED照明装置は、複数の前記LED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
1つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、前記照明対象面の長手軸と直交する横断面内において互いに異なる方向を有する状態で、該1つのデバイス群からの照射光と該他のデバイス群からの照射光とを、該照明対象面に照射する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の照明方法。
The LED lighting apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of the LED lighting devices,
Irradiation light from the one device group in a state in which the optical axis of one device group and the optical axis of the other device group have different directions in a cross section orthogonal to the longitudinal axis of the illumination target surface The illumination method according to claim 2, wherein the illumination target surface is irradiated with the irradiation light from the other device group.
1つの当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスは、1つの列をなすことを特徴とする請求項3又は4に記載の照明方法。   The lighting method according to claim 3 or 4, wherein the plurality of LED lighting devices included in one device group form one row. 1つの当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスとは、交互に配置されて又は混在して、1つの列をなすことを特徴とする請求項3又は4に記載の照明方法。   The plurality of LED lighting devices included in one device group and the plurality of LED lighting devices included in the other device group are alternately arranged or mixed to form one row. The illumination method according to claim 3 or 4, characterized in that 前記1つの列は、前記照明対象面の長手軸及び法線を含む長手垂直面内の方向、又は前記照明対象面の長手軸と直交する横断面内の方向を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の照明方法。   The one row has a direction in a longitudinal vertical plane including a longitudinal axis and a normal line of the illumination target surface, or a direction in a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the illumination target surface. The illumination method according to 5 or 6. 複数の前記LED照明装置は、前記照明対象面の幅方向における少なくとも一方の端の上方に所定の間隔をもって設置されており、
複数の前記LED照明装置の各々からの照射光の光軸が、前記照明対象面の長手軸と直交する横断面内において該照明対象面の法線に対して傾いた状態で、該照射光を該照明対象面に照射する
ことを特徴とする請求項2から7のいずれか1項に記載の照明方法。
The plurality of LED illumination devices are installed at a predetermined interval above at least one end in the width direction of the illumination target surface,
In a state where the optical axis of the irradiation light from each of the plurality of LED illumination devices is inclined with respect to the normal line of the illumination target surface in a cross section orthogonal to the longitudinal axis of the illumination target surface, the irradiation light is The illumination method according to any one of claims 2 to 7, wherein the illumination target surface is irradiated.
前記照明対象面の幅方向における照明形状の幅を、該照明対象面の幅に概ね一致させることを特徴とする請求項8に記載の照明方法。   The illumination method according to claim 8, wherein the width of the illumination shape in the width direction of the illumination target surface is substantially matched with the width of the illumination target surface. 前記照明対象面から前記LED照明装置までの高さをhとし、該照明対象面の幅をWとし、該LED照明装置からの照射光の照射角をαとして、該照射光の光軸と該照明対象面の法線とがなす角度θelを、
W=h・tan(α/2+θel)+h・tan(α/2−θel
を満たすように設定して、複数の前記LED照明装置からの照射光を前記照明対象面に照射する
ことを特徴とする請求項9に記載の照明方法。
The height from the illumination target surface to the LED illumination device is h, the width of the illumination target surface is W, the irradiation angle of the irradiation light from the LED illumination device is α, and the optical axis of the irradiation light and the The angle θ el formed by the normal of the surface to be illuminated is
W = h · tan (α / 2 + θ el ) + h · tan (α / 2−θ el )
The illumination method according to claim 9, wherein the illumination target surface is irradiated with irradiation light from a plurality of the LED illumination devices.
前記LED照明装置は、複数の前記LED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
第1の当該デバイス群が、前記照明対象面における当該装置と直に対向する領域の外側領域を照明し、
第2の当該デバイス群が、前記第1の当該デバイス群の光軸と比較して、前記照明対象面の法線に対してより大きな角度をなす光軸を有していて、前記外側領域の更なる外側領域を照明する
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の照明方法。
The LED lighting apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of the LED lighting devices,
The first device group illuminates the outer region of the region directly facing the device on the illumination target surface,
The second device group has an optical axis that forms a larger angle with respect to the normal of the illumination target surface as compared to the optical axis of the first device group, and The illumination method according to claim 1, wherein a further outer region is illuminated.
前記照明対象面は、通路における側面を含む内面の部分であり、
第3の当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスが、前記第1の当該デバイス群の光軸と前記第2の当該デバイス群の光軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していて、前記通路の側面における所定範囲内の領域を照射する
ことを特徴とする請求項11に記載の照明方法。
The illumination target surface is a portion of an inner surface including a side surface in the passage,
A plurality of the LED lighting devices included in the third device group are respectively predetermined with respect to a surface defined by the optical axis of the first device group and the optical axis of the second device group. The illumination method according to claim 11, wherein the illumination method irradiates a region within a predetermined range on a side surface of the passage having an optical axis inclined at an angle.
前記照明対象面は、通路における側面を含む内面の部分であり、
前記LED照明装置は、複数の前記LED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
複数の当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスが、当該装置における長手方向の軸と、当該装置と直に対向する前記照明対象面の領域に向かって当該装置から伸長する軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していて、前記通路の側面における所定範囲内の領域を照射する
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の照明方法。
The illumination target surface is a portion of an inner surface including a side surface in the passage,
The LED lighting apparatus includes a plurality of device groups including a plurality of the LED lighting devices,
The plurality of LED lighting devices included in the plurality of device groups are defined by a longitudinal axis in the apparatus and an axis extending from the apparatus toward the region of the illumination target surface directly facing the apparatus. 12. The method according to claim 1, further comprising: irradiating a region within a predetermined range on a side surface of the passage having an optical axis inclined at a predetermined angle with respect to the surface to be formed. The illumination method according to item.
前記LED照明装置は、少なくとも1つの前記LED照明デバイスの出射側に光拡散体を備えており、当該少なくとも1つの前記LED照明デバイスからの出射光を前記光拡散体に通すことによって拡散させて照射することを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の照明方法。   The LED illumination apparatus includes a light diffuser on the emission side of at least one of the LED illumination devices, and diffuses and emits light emitted from the at least one LED illumination device through the light diffuser. The lighting method according to claim 1, wherein the lighting method is performed. 当該出射光を前記光拡散体に通すことによって、前記照明対象面における当該装置と直に対向する領域における照度を増大させることを特徴とする請求項14に記載の照明方法。   The illumination method according to claim 14, wherein the illuminance in the region directly facing the device on the illumination target surface is increased by passing the emitted light through the light diffuser. 前記照明対象面の長手方向に沿って、前記LED照明装置を複数並べて設置し、
各LED照明装置における前記光拡散体のヘイズ値を調整した上で、当該出射光を前記光拡散体に通すことによって、前記照明対象面における当該装置と直に対向する領域の間となる中間領域における照度を、前記光拡散体を使用しない場合の照度と実質上同等にする
ことを特徴とする請求項14又は15に記載の照明方法。
A plurality of the LED lighting devices are installed side by side along the longitudinal direction of the illumination target surface,
After adjusting the haze value of the light diffuser in each LED illuminating device, the intermediate region between the regions directly facing the device on the illumination target surface by passing the emitted light through the light diffuser The illumination method according to claim 14, wherein the illuminance at is substantially equal to the illuminance when the light diffuser is not used.
前記光拡散体のヘイズ値を、70%以上であって90%未満の値に調整することを特徴とする請求項15又は16に記載の照明方法。   The lighting method according to claim 15 or 16, wherein the haze value of the light diffuser is adjusted to a value of 70% or more and less than 90%. 前記照明対象面から前記LED照明装置までの高さをhとし、複数の前記LED照明装置の設置間隔をDとすると、前記LED照明装置からの照射光の照射角βを、
β≧2・tan−1(D/(2h))
を満たすように設定して、複数の前記LED照明装置からの照射光を前記照明対象面に照射する
ことを特徴とする請求項2から10のいずれか1項に記載の照明方法。
When the height from the illumination target surface to the LED illumination device is h, and the installation interval of the plurality of LED illumination devices is D, the irradiation angle β of the irradiation light from the LED illumination device is
β ≧ 2 · tan −1 (D / (2h))
11. The illumination method according to claim 2, wherein the illumination target surface is irradiated with irradiation light from a plurality of the LED illumination devices.
前記一定の幅の照明領域部分を有する照射光の照明形状を、外接する長方形又は正方形との面積比が0.9以上となる略長方形状又は略正方形状とすることを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の照明方法。   2. The illumination shape of the irradiation light having the illumination region portion having a certain width is a substantially rectangular shape or a substantially square shape in which an area ratio with respect to a circumscribed rectangle or square is 0.9 or more. The lighting method according to any one of 18 to 18. 前記LED照明装置からの照射光の光軸が前記照明対象面の法線に対して傾いた状態で、該照射光を該照明対象面に照射することを特徴とする請求項1に記載の照明方法。   2. The illumination according to claim 1, wherein the illumination target surface is irradiated with the irradiation light in a state where an optical axis of the illumination light from the LED illumination device is inclined with respect to a normal line of the illumination target surface. Method. 複数のLED照明デバイスを備えたLED照明装置であって、
前記LED照明デバイスは、
発光ダイオードチップを備えた光源と、
前記光源からの放射光を受光して所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
前記配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された前記放射光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えており、
前記複数の微小レンズは、曲率半径R、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチP、又は該曲率半径R及び該ピッチPの両方が、曲率半径Rについてはレンズ配列面内における1つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチPについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている異方性微小レンズであり、
複数の前記LED照明デバイスの各々からの出射光が一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成するように、複数の該LED照明デバイスが配置されている
ことを特徴とするLED照明装置。
An LED lighting device comprising a plurality of LED lighting devices,
The LED lighting device is:
A light source with a light emitting diode chip;
A light distribution angle control lens unit that receives the emitted light from the light source and controls the light distribution angle to a predetermined light distribution angle;
Including a plurality of microlenses arranged with the emission positions of the light distribution angle control lens section as lens arrangement surfaces, and a microlens array section that receives and disperses the emitted light whose light distribution angle is controlled,
The plurality of microlenses has a radius of curvature R, a pitch P that is a distance between lens vertices in adjacent microlenses, or both the radius of curvature R and the pitch P. An anisotropic microlens that differs between the direction of one axis and the direction of the axis perpendicular to the axis, and the pitch P differs between the directions of the axes connecting the lens vertices in the lens array plane. ,
A plurality of LED lighting devices are arranged such that emitted light from each of the plurality of LED lighting devices forms irradiation light having an illumination region portion having a constant width.
複数の前記LED照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
1つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、互いに異なる方向を有する
ことを特徴とする請求項21に記載のLED照明装置。
A plurality of device groups including a plurality of the LED lighting devices;
The LED illumination apparatus according to claim 21, wherein the optical axis of one device group and the optical axis of another device group have different directions.
1つの当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスは、1つの列をなしていることを特徴とする請求項22に記載のLED照明装置。   The LED lighting device according to claim 22, wherein a plurality of the LED lighting devices included in one device group form one row. 1つの当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスとは、交互に配置されて又は混在して、1つの列をなしていることを特徴とする請求項22に記載のLED照明装置。   The plurality of LED lighting devices included in one device group and the plurality of LED lighting devices included in another device group are alternately arranged or mixed to form one row. The LED illumination device according to claim 22. 1つの当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスとは、互いの出射面が180度未満又は180度を超える所定の角度をなすように配置されていることを特徴とする請求項22から24のいずれか1項に記載のLED照明装置。   A plurality of the LED lighting devices included in one device group and a plurality of the LED lighting devices included in another device group have a predetermined angle with respect to each other of an emission surface of less than 180 degrees or more than 180 degrees. The LED lighting device according to any one of claims 22 to 24, wherein the LED lighting device is arranged so as to be formed. 1つの当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスにおける、前記配光角制御レンズ部及び前記微小レンズ配列部は、一体に形成されていることを特徴とする請求項22から25のいずれか1項に記載のLED照明装置。   26. The light distribution angle control lens unit and the micro lens array unit in a plurality of the LED lighting devices included in one device group are integrally formed. The LED lighting device according to item 1. 第1の当該デバイス群が、照明対象面における当該装置と直に対向する領域の外側領域を照明するように設置され、
第2の当該デバイス群が、前記第1の当該デバイス群の光軸と比較して、当該装置と直に対向する領域に向かう方向に対してより大きな角度をなす光軸を有していて、前記外側領域の更なる外側領域を照明するように設置されている
ことを特徴とする請求項22から26のいずれか1項に記載のLED照明装置。
The first device group is installed so as to illuminate an outer region of a region directly facing the device on the illumination target surface,
The second device group has an optical axis that forms a larger angle with respect to the direction toward the region that directly faces the device, as compared to the optical axis of the first device group, 27. The LED lighting device according to any one of claims 22 to 26, wherein the LED lighting device is installed so as to illuminate a further outer region of the outer region.
第3の当該デバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスが、前記第1の当該デバイス群の光軸と前記第2の当該デバイス群の光軸とによって規定される面に対して、所定の角度をなして傾いた光軸を有している
ことを特徴とする請求項27に記載のLED照明装置。
A plurality of the LED lighting devices included in the third device group are predetermined with respect to a surface defined by the optical axis of the first device group and the optical axis of the second device group. 28. The LED lighting device according to claim 27, wherein the LED lighting device has an optical axis inclined at an angle.
当該複数のデバイス群に含まれる複数の前記LED照明デバイスが、当該装置における長手方向の軸と、前記照明対象面における当該装置と直に対向する領域に向かって当該装置から伸長する軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していることを特徴とする請求項22から27のいずれか1項に記載のLED照明装置。   The plurality of LED lighting devices included in the plurality of device groups are defined by a longitudinal axis in the apparatus and an axis extending from the apparatus toward a region directly facing the apparatus on the illumination target surface. The LED illumination device according to any one of claims 22 to 27, wherein each of the LED illumination devices has an optical axis that is inclined at a predetermined angle with respect to the surface. 少なくとも1つの前記LED照明デバイスの出射側に設けられており、当該少なくとも1つの前記LED照明デバイスからの出射光を拡散させて照射するための光拡散体を更に備えていることを特徴とする請求項22から29のいずれか1項に記載のLED照明装置。   A light diffuser is provided on the emission side of the at least one LED lighting device, and further includes a light diffuser for diffusing and irradiating the emitted light from the at least one LED lighting device. Item 30. The LED illumination device according to any one of Items 22 to 29. 前記光拡散体のヘイズ値は、70%以上であって90%未満であることを特徴とする請求項30に記載のLED照明装置。   The LED lighting device according to claim 30, wherein the light diffuser has a haze value of 70% or more and less than 90%.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015195084A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 マイクロコントロールシステムズ株式会社 Lighting system suitable for passage and motion region of passage body, lighting lamp and lighting method
JP2016088442A (en) * 2014-11-10 2016-05-23 スタンレー電気株式会社 Luminous intensity control lens and luminaire using the same
CN105980769A (en) * 2014-02-10 2016-09-28 飞利浦灯具控股公司 Comfortable distributed LED lighting
JP2017082561A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 旭化成ホームズ株式会社 building
JP2017216061A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 ミネベアミツミ株式会社 Lighting device
CN107850764A (en) * 2015-04-14 2018-03-27 飞利浦照明控股有限公司 Forward stroke asymmetrical optic designs
JPWO2018181701A1 (en) * 2017-03-31 2019-04-04 株式会社Ctnb Light distribution control element, light distribution adjusting means, reflecting member, reinforcing plate, lighting unit, display, and television receiver
JP2020013716A (en) * 2018-07-19 2020-01-23 三菱電機株式会社 Lighting fixture and lens
JP2021141036A (en) * 2020-03-02 2021-09-16 韓一電機株式会社 Illumination lamp assembly

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2542377B1 (en) * 2015-03-25 2016-05-18 Martinez Miguel Angel Barrena LIGHTING FOR EMERGENCY LIGHTING IN TUNNELS
CN106764732A (en) * 2016-12-22 2017-05-31 四川联恺照明有限公司 The different light fixture in light beam angular direction and classroom combination lighting light fixture
EP3911975A1 (en) 2019-01-15 2021-11-24 Signify Holding B.V. Optical system and lighting device
DE102019133240A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 Bjb Gmbh & Co. Kg Optically effective cover for a light source

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5077942B2 (en) * 2007-11-07 2012-11-21 株式会社エンプラス Light emitting device, surface light source device, and display device
JP2010118240A (en) * 2008-11-12 2010-05-27 Toppan Printing Co Ltd Optical member, backlight unit, and display device
JP2010225307A (en) * 2009-03-19 2010-10-07 Tohoku Univ Light source with polarization function, homogenizer, light source device using these, and local dimming backlight system
JP5423145B2 (en) * 2009-05-22 2014-02-19 凸版印刷株式会社 Surface light source device, backlight unit, and display device
JP5641544B2 (en) * 2011-11-15 2014-12-17 マイクロコントロールシステムズ株式会社 Light distribution dispersion control type LED lighting device, apparatus and lighting method

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105980769A (en) * 2014-02-10 2016-09-28 飞利浦灯具控股公司 Comfortable distributed LED lighting
JP2017505523A (en) * 2014-02-10 2017-02-16 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Comfortable distributed LED lighting
JP2015195084A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 マイクロコントロールシステムズ株式会社 Lighting system suitable for passage and motion region of passage body, lighting lamp and lighting method
JP2016088442A (en) * 2014-11-10 2016-05-23 スタンレー電気株式会社 Luminous intensity control lens and luminaire using the same
CN107850764A (en) * 2015-04-14 2018-03-27 飞利浦照明控股有限公司 Forward stroke asymmetrical optic designs
JP2018512708A (en) * 2015-04-14 2018-05-17 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Forward projection asymmetric optical design
CN107850764B (en) * 2015-04-14 2020-10-23 飞利浦照明控股有限公司 Forward stroke asymmetric optics design
JP2017082561A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 旭化成ホームズ株式会社 building
JP2017216061A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 ミネベアミツミ株式会社 Lighting device
JPWO2018181701A1 (en) * 2017-03-31 2019-04-04 株式会社Ctnb Light distribution control element, light distribution adjusting means, reflecting member, reinforcing plate, lighting unit, display, and television receiver
JP2020013716A (en) * 2018-07-19 2020-01-23 三菱電機株式会社 Lighting fixture and lens
JP7187857B2 (en) 2018-07-19 2022-12-13 三菱電機株式会社 lighting fixtures and lenses
JP2021141036A (en) * 2020-03-02 2021-09-16 韓一電機株式会社 Illumination lamp assembly

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