JP2015501075A - 屋外照明器具 - Google Patents

Abstract

本発明は屋外照明器具を開示する。屋外照明器具は、少なくとも１つのＬＥＤユニットを有するライトモジュールを有し；該ライトモジュールは、ライトモジュールによって放射される光が、第１の角度γ１において１０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第１の光度値を有するように構成され、この第１の角度は、照明器具から真下を向く方向より上の９０度の鉛直角である。このように、９０度の鉛直角における屋外照明器具の光度は１０ｃｄ／ｋｌｍ以上であることが保証される。エンドユーザは、エンドユーザが屋外照明器具からどんなに遠く離れていても９０度の鉛直角で照射される光を見るので、エンドユーザは常に一定のレベルの明るさを知覚する。このような「一定のレベルの明るさ」は、エンドユーザの適応レベルを高めるのに役立ち、エンドユーザのグレアの知覚を効果的に減らすことができる。

Description

本発明は、照明装置、特に屋外ＬＥＤ照明器具に関する。

屋外照明器具に関して、グレアは多くの交通安全上の問題を引き起こすので、グレアの問題を解決することは重要である。現在、道路照明器具等の屋外照明器具のグレア効果は、ある方向の光度を制限することによって制御される。例えば、光度は、大きい放射角度において、例えば８０度より大きい放射角度において、あるレベルより低いままであるように制限される。放射角度は、屋外照明器具から直下を向く方向より上の鉛直角として定められる。以下、屋外照明器具から直下を向く方向より上の鉛直角は、略して鉛直角とも称される。

近年の高出力ＬＥＤの発光効率の継続的な増加とともに、ますます多くの屋外照明器具が、道路又は都市照明のために設置されている。

道路照明のための典型的なＬＥＤ照明器具が図１に描かれる。ＬＥＤ照明器具１００の外観は、よく知られているＨＩＤ照明器具等、道路照明のための従来の照明器具と大幅に異なる。従来の照明器具は一般的に、湾曲したカバープレートを有し、これは、第１に、その光源のサイズが大きく、湾曲したカバープレートは光源を収容するための十分な空間を提供できるためであり、第２に、その光源は大量の熱を発生し、カバープレートは過熱を防ぐために光源から一定の距離で保たれるべきであるためである。それと反対に、ＬＥＤ光源１１０は、サイズが小さいので、スペースが小さくてすみ、光源によって発生する熱は光源の後部から大部分は散逸される。したがって、湾曲したカバープレートはＬＥＤ照明器具に不要である。その結果、平らなカバープレート１２０がＬＥＤ照明器具に使用される。これは、平らなカバープレートが、製造が容易であるとともに湾曲したカバープレートよりコストが少ないためである。さらに、平らなカバープレート１２０はまた、大きい放射角度において光度を制限するのに有利である。

上述のように、ＬＥＤ照明器具は、従来の照明器具より高い発光効率を有する。しかし、道路又は都市照明のためのＬＥＤ照明器具等、屋外照明器具の点では、それらがグレアを引き起こすという、運転者及び歩行者を含む、エンドユーザからの多くの苦情がある。

本発明は、既存の屋外ＬＥＤ照明器具の改良である。

グレアを効果的に減らす又は除去することができる屋外ＬＥＤ照明器具を提供することは有利である。

グレアは通常、減能グレア及び不快グレアとして定義される。減能グレアは、人間の目の生理機能及び透光体に入るときの光の挙動に基づいてかなり良く定義され；不快グレアは、観察者に不快を感じさせるグレア源として定義される。ＣＩＥ．ＴＣ３−４の技術委員会は、不快グレアの問題が解決される場合、減能グレアはもはや問題ではなくなると報告している。言い換えると、照明器具からの不快グレアが効果的に制御される場合、減能グレアは、十分制御されることができる
したがって、好ましくない不快グレアを効果的に減らす又は除去することができる屋外ＬＥＤ照明器具を提供することもまた有利である。

本発明の発明者が認識したところでは、屋外照明器具に関して、大きい角度で光度を制限することがグレアのエンドユーザの知覚を高める。エンドユーザが徐々に屋外ＬＥＤ照明器具に近づくとき、最初は、ユーザは大きい放射角度の光しか見ないので、ユーザは明るさをほとんど知覚せず、次に、小さい放射角度での光度が高いので、ユーザが屋外ＬＥＤ照明器具の十分近くにいるとき、知覚される明るさは高い。大きい放射角度と小さい放射角度との間の光度のこのような大きな差は、小さい放射角度での明るさのエンドユーザの知覚を高める。さらに、ＬＥＤ光源の比較的小さい放射面は、エンドユーザに向かうＬＥＤ光源の明るさを、したがってグレアの知覚をさらに高める。

したがって、本発明では、エンドユーザの適応レベルを増加させることによって不快グレア問題を解決することが提案される。

これらの課題の１又は複数により良く対処するために、屋外照明器具が提供され、この屋外照明器具は：
少なくとも１つのＬＥＤユニットを有するライトモジュール；を有し、
該ライトモジュールは、ライトモジュールから放射される光が、第１の角度γ１において１０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第１の光度値を有するように構成され、この第１の角度γ１は、照明器具から真下を向く方向より上の９０度の鉛直角である。

このように、９０度の鉛直角における屋外照明器具の光度は１０ｃｄ／ｋｌｍ以上であることが保証される。エンドユーザは、エンドユーザが屋外照明器具からどんなに遠く離れていても９０度の鉛直角で照射される光を見るので、エンドユーザは常に一定のレベルの明るさを知覚する。このような一定のレベルの明るさは、エンドユーザの適応レベルを高めるのに役立ち、エンドユーザが屋外照明器具の近くにいるとともにより小さい鉛直角で（すなわち、より小さい放射角で）放射される比較的強い光を見るとき、エンドユーザのグレアの知覚を効果的に減らすことができる。

好ましくは、第１の光度値は、２０ｃｄ／ｋｌｍ以上である。一般的に言って、第１の光度値がグレアの知覚を引き起こすほど高くない限り、第１の光度値が高いほど、屋外照明器具からの異なる距離でのエンドユーザに対する明るさの差は小さくなり、したがって、エンドユーザの適応レベルが良くなる。

本発明の実施形態によれば、ライトモジュールから放射される光は、第２の角度γ２において４０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第２の光度値を有し、この第２の角度γ２は、照明器具から真下を向く方向より上の８０度の鉛直角である。

さらに、本発明の実施形態によれば、ライトモジュールから放射される光は、第３の角度γ３において第３の光度値を有し、この第３の角度γ３は、照明器具から真下を向く方向より上の８０度未満の鉛直角であり；この第３の光度値は、第２の光度値以上であり；第２の光度値は第１の光度値以上である。

エンドユーザは徐々に屋外照明器具に近づくので、エンドユーザが見る光の鉛直角度もまた減少する。すなわち、エンドユーザは、最初に９０度の第１の鉛直角度γ１で放射される光だけを見る可能性があり、次にエンドユーザは、８０度の第２の鉛直角度γ２で放射される光だけを見て、次にエンドユーザは、８０度未満の第３の鉛直角度γ３で放射される光だけを見る。このように、ユーザの適応レベルはさらに増加し、小さい鉛直角度で放射される光によって引き起こされるグレアのエンドユーザの知覚はさらに低減されることができる。

本発明の実施形態によれば、第１及び第２の光度値のそれぞれは、１００ｃｄ／ｋｌｍ以下である。

このように、８０度及び９０度を含む大きい鉛直角で放射される光の明るさは、グレアの源にならないように制限される。

８０度又は９０度等の大きい鉛直角で放射される光は、多くの異なる方法で得ることができる。

本発明の実施形態によれば、ライトモジュールは第１のＬＥＤライトユニットを有し；ライトモジュールはさらに、第１のＬＥＤライトユニットの前に配置される第１の光学要素を有し；第１の光学要素は、第２の鉛直角γ２から第１の鉛直角γ１までの、第１の範囲の角度にわたって第１のＬＥＤライトユニットからの光の一部を変えるように構成される。

第１の光学要素は、湾曲したカバープレートを有することができ、この湾曲したカバープレートは透明材料で作られる。

透明材料は、そこに入射する比較的小さい量の光を拡散させる。第１のＬＥＤライトユニットが、第１の範囲の角度にわたって光を放射しない又は不十分な光を放射するとき、プレートの湾曲は、小さい鉛直角で（すなわちγ２より小さい鉛直角度で）放射される光の一部を第１の範囲の角度にわたって変えることができる。さらに、異なる透明材料は、異なる量の光を拡散させる。したがって、適切な透明材料を選ぶことによって、所望の量の光が変えられることができる。

代替的には、第１の光学要素は、湾曲したワイヤグリッドを有することができ、このワイヤグリッドは拡散材料である。

このような湾曲したワイヤグリッドを用いて、第１のＬＥＤライトユニットによって放射される光の第１の部分は、拡散材料で作られたワイヤグリッドによって拡散され、第１のＬＥＤライトユニットによって放射される光の第２の部分は、ワイヤグリッドがその伝搬経路と交差しないので、ワイヤグリッドによって影響されない。一般的に、第１及び／又は第２の鉛直角での所望の光度は、屋外照明器具の全体の輝度と比べて小さい。したがって、第１のＬＥＤユニットによって放射される光の大部分は、ワイヤグリッドによって影響されないので、ライトモジュールの配光を設計するのにより便利である。

本発明の他の実施形態によれば、ライトモジュールは第１のＬＥＤライトユニット及び第２のライトユニットを有し；第１のＬＥＤライトユニットは、第１のＬＥＤライトユニットから放射される光が、第１の角度γ１において第１の光度値より小さい光度値を有するとともに、第２の角度γ２において第２の光度値より小さい光度値を有するように構成され；第２のライトユニットは、第２の角度γ２から第１の角度γ１までの、少なくとも第２の範囲の角度にわたって光を放射するように構成される。

好ましくは、第２のライトユニットは、ＬＥＤライトユニットである。

実施形態では、第２のライトユニットは、屋外照明器具の側面に配置される。

他の実施形態では、第２のライトユニットは、第１のＬＥＤライトユニットより上に配置される。このように、第２のライトユニットから放射される光は、暗い空と屋外照明器具との間の明るさの差を減らし、したがって、エンドユーザの適応レベルをさらに高める。

実施形態によれば、第２のライトユニットは、ライトアレイ及びライトバンドの少なくとも一方を有する。

本発明の他の特徴、目的及び利点は、添付の図面と合わせられる非限定的な例示的な実施形態の以下の詳細な記載からより明らかになるであろう。
従来技術による典型的な屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。 本発明の実施形態による屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。 本発明の実施形態による湾曲したカバープレートを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。 本発明の他の実施形態による湾曲したワイヤグリッドを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。 本発明の他の実施形態による側部にライトアレイを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。 本発明の他の実施形態による側部にライトパネルを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。 本発明の他の実施形態による上部にライトパネルを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。

同一の又は同様の参照符号は、同一の又は同様の装置（モジュール）を示す。

本発明の詳細な記載が添付の図面と合わせて以下に与えられる。

図２は、本発明の実施形態による屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。

良く知られているように、屋外照明器具の照明量は、照明器具から真下を向く方向より上の様々な鉛直角での光度値を用いて記述することができる。光度は、照明器具の全ての光源からのカンデラ毎キロルーメン（ｃｄ／ｋｌｍ）で通常表される。照明器具から真下を向く方向はまた、照明器具の第１の軸として知られ、照明器具から真下を向く方向より上の鉛直角はまた、（光路の）鉛直光度測定角として知られ、これは、光路と照明器具の第１の軸との間の角度として定義される。

図２を参照すると、照明器具２００から真下を向く方向は軸２１０として描かれ、光路２２０に沿って照明器具２００によって放射される光の鉛直角は角度γとして描かれる。

本発明の実施形態によれば、照明器具２００は、少なくとも１つのＬＥＤユニットを有するライトモジュールを有する。ライトモジュールは、ライトモジュールから放射される光が、第１の角度γ１において１０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第１の光度値を有するように構成され、この第１の角度γ１は、照明器具から真下を向く方向より上の９０度の鉛直角である。他の実施形態では、第１の光度値は、２０ｃｄ／ｋｌｍ以上である。

加えて、ライトモジュールから放射される光は、第２の角度γ２において４０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第２の光度値を有し、この第２の角度γ２は、照明器具から真下を向く方向より上の８０度の鉛直角である。

さらに、図２を参照すると、光路２２０に沿って照明器具２００から放射される光は、与えられた高さｈでの照明器具から距離ｄに渡って広がるスペースを照らし、鉛直角γが小さいほど、距離ｄは小さくなる。

本発明の実施形態によれば、小さい鉛直角での光度値は、屋外照明器具の周りのスペースを十分照らすように、比較的大きくなるよう設定され、大きい鉛直角での光度値は、グレアを引き起こすことを避けるために、比較的小さくなるよう設定される。

例では、屋外照明器具２００のライトモジュールは、第３の角度γ３において第３の光度値を有し、この第３の角度γ３は、照明器具から真下を向く方向より上の８０度未満の鉛直角である。第３の光度値は、第２の光度値以上であり、第２の光度値は第１の光度値以上である。例えば、様々な鉛直角における光度値は、鉛直角の減少に伴って増加することができる。

他の例では、第１及び第２の光度値のそれぞれは、１００ｃｄ／ｋｌｍ以下である。

図３は、本発明の実施形態による湾曲したカバープレートを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。

図３を参照すると、屋外照明器具３００は、ハウジング３１０、及びハウジング３１０内部に配置される第１のＬＥＤライトユニットを有する。屋外照明器具３００はさらに、湾曲したカバープレート３２０を有し、この湾曲したカバープレートは、透明材料で作られる。湾曲したカバープレート３２０は、第１のＬＥＤライトユニットの前に配置される。

第１のＬＥＤライトユニットは、８０度から９０度の鉛直角の第１の範囲にわたって光を放射しないように又は、例えば、９０度の鉛直角度において第１の光度値より小さい光度値の及び／又は８０度の鉛直角度において第２の光度値より小さい光度値の、不十分な光を放射するように構成される。

プレートの湾曲は、屋外照明器具３００から放射される光が所望の光度値を鉛直角の第１の範囲にわたって有するように、小さい鉛直角で（すなわち、８０度より小さい鉛直角度で）放射される光の一部を第１の範囲の角度にわたって変える。例えば、所望の光度値は、９０度の鉛直角における第１の光度値及び８０度の鉛直角における第２の光度値を含む。

異なる透明材料は、異なる量の光を拡散させる。したがって、適切な透明材料を選ぶことによって、所望の量の光が変えられることができる。

図４は、本発明の他の実施形態による湾曲したワイヤグリッドを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。

図４を参照すると、屋外照明器具４００は、図３の照明器具３００と同様であり、違いは、湾曲したカバープレート３２０が湾曲したワイヤグリッド４２０によって置き換えられたことにある。湾曲したワイヤグリッド４２０は、拡散材料で作られ、入射する光の大部分を少なくとも拡散させることができる。したがって、湾曲したカバープレート３２０と同様、湾曲したワイヤグリッド４２０は、鉛直角の第１の範囲にわたって、第１のＬＥＤライトユニットによって放射される光の一部を変えることができる。

図５は、本発明の他の実施形態による側部にライトアレイを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。

図５を参照すると、屋外照明器具５００は、ライトモジュール及びその上にライトモジュールが設置されるポール５４０を有する。屋外照明器具５００のライトモジュールは、ハウジング５１０及びハウジング５１０内に配置される第１のＬＥＤライトユニットを有する。ライトモジュールはさらに、ハウジング５１０の側部に配置される第２のライトユニット５３０を有する。好ましくは、第２のライトユニット５３０もまたＬＥＤライトユニットである。

ライトモジュールから放射される光が、第１の角度γ１、すなわち９０度の鉛直角において、第１の光度値を有するとともに、第２の角度γ２、すなわち８０度の鉛直角において、第２の光度値を有することを実現するために、第１のＬＥＤライトユニット及び第２のライトユニットは次のように構成されることができる：第１のＬＥＤライトユニットは、第１のＬＥＤライトユニットから放射される光が、第１の角度γ１において第１の光度値より小さい光度値を有するとともに、第２の角度γ２において第２の光度値より小さい光度値を有するように構成される。さらに、第２のライトユニットは、第２の角度γ２から第１の角度γ１までの、少なくとも第２の範囲の角度にわたって光を放射するように構成される。

図５に示されるように、第２のライトユニット５３０はライトアレイであることができる。代替的には、第２のライトユニット５３０は、図６に示されるように、ライトパネルであることができる。

図７は、本発明の他の実施形態による上部にライトパネルを有する屋外ＬＥＤ照明器具の略図を示す。

図５の屋外照明器具５００と同様、屋外照明器具７００は、ライトモジュール及びその上にライトモジュールが設置されるポール７４０を有する。屋外照明器具７００のライトモジュールは、ハウジング７１０及びハウジン７５１０内に配置される第１のＬＥＤライトユニットを有する。ライトモジュールはさらに、第２のライトユニット７３０を有する。

図５の屋外照明器具５００とは異なり、第２のライトユニット７３０は、ハウジング７１０の上部に配置される。

屋外照明器具５００の第２のライトユニット５３０と同様、屋外照明器具７００の第２のライトユニット７３０は、第２の角度γ２から第１の角度γ１までの、少なくとも第２の範囲の角度にわたって光を放射することができる。

図７に示されるように、第２のライトユニット７３０は、ライトパネルであることができる。代替的には、第２のライトユニット７３０は、ライトアレイ又は同様のものであることができる。

当業者は、本発明が上述の好適な実施形態に決して限定されないことを理解する。それどころか、多くの修正及び変形が添付の請求項の範囲内で可能である。上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく例示するものであり、当業者は添付の請求項の範囲から逸脱することなく代替的な実施形態を設計することができることが留意されるべきである。請求項において、括弧の間に置かれる任意の参照符号は請求項を限定するものと解釈されてはならない。「有する」という語は請求項に列挙されていない要素又はステップの存在を除外しない。ある要素に先行する「１つの（“ａ”若しくは“ａｎ”）」という語はかかる要素の複数の存在を除外しない。第１、第２及び第３などといった語の使用はいかなる順序を示すものでもない。これらの語は名称として解釈されるものである。特に明記されない限り、動作の特定の順番は、必要とされることを意図されない。

Claims (12)

1. 屋外照明器具であって：
   少なくとも１つのＬＥＤユニットを有するライトモジュール；を有し、
   前記ライトモジュールは、前記ライトモジュールから放射される光が、第１の角度において１０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第１の光度値を有するように構成され、前記第１の角度は、前記照明器具から真下を向く方向より上の９０度の鉛直角である、
   照明器具。
2. 前記ライトモジュールから放射される光は、第２の角度において４０ｃｄ／ｋｌｍ以上の第２の光度値を有し、前記第２の角度は、前記照明器具から真下を向く方向より上の８０度の鉛直角である、
   請求項１に記載の屋外照明器具。
3. 前記ライトモジュールから放射される光は、第３の角度において第３の光度値を有し、前記第３の角度γ３は、前記照明器具から真下を向く方向より上の８０度未満の鉛直角であり；
   前記第３の光度値は、前記第２の光度値以上であり；
   前記第２の光度値は前記第１の光度値以上である、
   請求項２に記載の屋外照明器具。
4. 前記第１及び前記第２の光度値のそれぞれは、１００ｃｄ／ｋｌｍ以下である、
   請求項２に記載の屋外照明器具。
5. 前記ライトモジュールは第１のＬＥＤライトユニットを有し；
   前記ライトモジュールはさらに、前記第１のＬＥＤライトユニットの前に配置される第１の光学要素を有し；
   前記第１の光学要素は、第１の範囲の角度にわたって前記第１のＬＥＤライトユニットからの光の一部を変えるように構成され、前記第１の範囲の角度は、前記第２の鉛直角から前記第１の鉛直角までである、
   請求項２に記載の屋外照明器具。
6. 前記第１の光学要素は、湾曲したカバープレートを有し、前記湾曲したカバープレートは透明材料で作られる、
   請求項５に記載の屋外照明器具。
7. 前記第１の光学要素は、湾曲したワイヤグリッドを有し、前記ワイヤグリッドは拡散材料である、
   請求項５に記載の屋外照明器具。
8. 前記ライトモジュールは第１のＬＥＤライトユニット及び第２のライトユニットを有し；
   前記第１のＬＥＤライトユニットは、前記第１のＬＥＤライトユニットから放射される光が、前記第１の角度において前記第１の光度値より小さい光度値を有するとともに、前記第２の角度γ２において前記第２の光度値より小さい光度値を有するように構成され；
   前記第２のライトユニットは、前記第２の角度から前記第１の角度までの、少なくとも第２の範囲の角度にわたって光を放射するように構成される、
   請求項２に記載の屋外照明器具。
9. 前記第２のライトユニットは、ＬＥＤライトユニットである、
   請求項８に記載の屋外照明器具。
10. 前記第２のライトユニットは、前記屋外照明器具の側面に配置される、
    請求項８に記載の屋外照明器具。
11. 前記第２のライトユニットは、前記第１のＬＥＤライトユニットより上に配置される、
    請求項８に記載の屋外照明器具。
12. 前記第２のライトユニットは、ライトアレイ及びライトバンドの少なくとも一方を有する、
    請求項８又は９に記載の屋外照明器具。

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