JP2019175722A - 光学部材および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】眩しさを抑制しつつ、照明対象物に対する照度を向上させることができる光学部材を提供する。【解決手段】光学部材１００は、光源２１１からの光を配光する。光学部材１００は、発散部１１０と、集光部１２０とを備える。集光部１２０から出射された光は、発散部１１０から出射された光よりも光源２１１に対して離れる方向に向かうことが好ましい。集光部１２０と発散部１１０とは、光源２１１に対向することが好ましい。光源２１１は下方に光を照射することが好ましい。集光部１２０と発散部１１０とは、光源２１１の下方に配置されることが好ましい。【選択図】図５

Description

本発明は、光学部材および照明器具に関する。

地面から立設し、地面を照明する照明器具が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の照明器具は、光源と灯体とを備える。灯体は、光源から発せられた光を透過するとともに反射させて外部に照射させる。

特開２０１７−１２３２１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の照明器具は、灯体から上方へ光が出射されるため眩しくなる可能性がある。さらに、配光が十分でない場合、地面に対する照度が低くなる可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は眩しさを抑制しつつ、照明対象物に対する照度を向上させることができる光学部材および照明器具を提供することにある。

本願に開示する光学部材は、光源からの光を配光する。前記光学部材は、発散部と、集光部とを備える。

本願に開示する光学部材において、前記集光部から出射された光は、前記発散部から出射された光よりも前記光源に対して離れる方向に向かうことが好ましい。

本願に開示する光学部材において、前記集光部と前記発散部とは、前記光源に対向することが好ましい。

本願に開示する光学部材において、前記光源は下方に光を照射することが好ましい。前記集光部と前記発散部とは、前記光源の下方に配置されることが好ましい。

本願に開示する光学部材において、中心軸を有するリング状部をさらに備えることが好ましい。前記光源は複数の光源素子を有することが好ましい。前記複数の光源素子は、前記リング状部に対応する位置に配置されていることが好ましい。前記発散部は、前記中心軸に対して前記集光部よりも外側に配置されることが好ましい。

本願に開示する光学部材において、前記発散部は、前記中心軸から離れる方向に向けて光を出射することが好ましい。前記集光部は、前記中心軸に向かう方向に向けて光を出射することが好ましい。

本願に開示する光学部材において、直線状部をさらに備えることが好ましい。前記光源は複数の光源素子を有することが好ましい。前記複数の光源素子は、前記直線状部に対応する位置に配置されていることが好ましい。前記発散部は、前記直線状部に対して一方の側に配置されていることが好ましい。前記集光部は、前記直線状部に対して他方の側に配置されていることが好ましい。

本願に開示する光学部材において、前記発散部は、凹レンズであることが好ましい。

本願に開示する光学部材において、前記集光部は、凸レンズであることが好ましい。

本願に開示する照明器具は、上記に記載の光学部材と、光源とを備える。

本発明によれば、眩しさを抑制しつつ、照明対象物に対する照度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る照明器具の斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明器具の断面図である。 本発明の実施形態に係る発光部を上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る発光部を下方から見た斜視図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 照明器具を示す断面図である。 （ａ）は、照明器具の配光曲線を示す図である。（ｂ）は、従来の照明器具の配光曲線を示す図である。 光学部材の断面図である。 （ａ）は、照明器具を示す模式的な斜視図である。（ｂ）は、照明器具を示す模式的な上面図である。（ｃ）は、光学部材の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る照明器具２００について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る照明器具２００の斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る照明器具２００の断面図である。また、本明細書において、三次元直交座標系のＸ軸およびＹ軸は水平線に平行であり、Ｚ軸は鉛直線に平行である。Ｚ軸の正方向は、重力方向と反対方向であり、上方向を示し、Ｚ軸の負方向は、重力方向であり、下方向を示す。

図１に示すように、照明器具２００は、円筒状である。照明器具２００は、例えば、公園に設置される。照明器具２００は、地面から立設する。照明器具２００の照明対象物は、例えば、地面である。照明器具２００は、照明器具２００の近傍の地面を照らす。照明器具２００の高さは、例えば、３００ｍｍ、６００ｍｍまたは９００ｍｍである。照明器具２００の直径は、例えば、２５０ｍｍである。

図１および図２に示すように、照明器具２００は、発光部２１０と、セード２２０と、本体部２３０と、カバー２４０と、支柱２５０と、電源部２６０とを備える。

発光部２１０は発光する。発光部２１０は、光源を有する。発光部２１０は、支柱２５０に取り付けられている。発光部２１０の詳細については、図３および図４を参照して後述する。

セード２２０は、円筒状である。セード２２０は、発光部２１０からの光を透過させる部材である。セード２２０は、例えば、透光性を有する半透明のアクリル系樹脂素材で形成される。セード２２０は、本体部２３０の上方に配置される。

本体部２３０は、円筒状である、本体部２３０は、例えば、アルミで形成される。本体部２３０の上面２３２の色は黒である。したがって、発光部２１０から出射された光が、上面２３２において反射することを抑制することができる。

カバー２４０は、円盤状である。カバー２４０は、セード２２０の上端部を覆う部材である。カバー２４０は、例えば、アルミで形成される。

支柱２５０は、円筒状である。支柱２５０の下端部は、本体部２３０の上面２３２に取り付けられている。支柱２５０の上端部は、カバー２４０に取り付けられている。

電源部２６０には、電源が配置される。電源部２６０は、発光部２１０に電力を供給する。

図３および図４を参照して、本発明の実施形態に係る光学部材１００について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る発光部２１０を上方から見た斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る発光部２１０を下方から見た斜視図である。

図３および図４に示すように、発光部２１０は、光源２１１と、基板２１４と、光学部材１００とを有する。なお、図３では、図面の簡略化のため、基板２１４を省略している。

本実施形態では、光源２１１は、複数の光源素子２１２を有する。光源素子２１２は、基板２１４の下側に取り付けられている。光源素子２１２は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。複数の光源素子２１２は、リング状に配置されている。複数の光源素子２１２は、等間隔に配置されている。光源２１１は、下方に光を出射する。なお、本実施形態では、光源２１１は、下方に光を出射するが、光源２１１は、例えば、上方または横方向に光を出射するようにしてもよい。

光学部材１００は、光源２１１からの光を配光する。光学部材１００は、発散部１１０と、集光部１２０と、リング状部１３０と、平坦部１４０と、貫通孔１５０とを有する。

発散部１１０と集光部１２０とは、光源２１１に対向する。発散部１１０と集光部１２０とは、光源２１１の下方に配置される。したがって、光源２１１から下方に向けて出射された光は、発散部１１０と集光部１２０とに到達する。なお、本実施形態では、発散部１１０と集光部１２０とは、光源２１１の下方に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源２１１が上方に光を出射する場合、発散部１１０と集光部１２０とは、光源２１１の上方に配置されてもよい。

リング状部１３０は、中心軸Ｃを有する。リング状部１３０は、リング状である。複数の光源素子２１２は、リング状部１３０に対応する位置に配置されている。

平坦部１４０は、平坦状である。平坦部１４０は、集光部１２０に接続している。

貫通孔１５０は、平坦部１４０に形成されている。貫通孔１５０は、光学部材１００の中央に形成されている。

図５を参照して光学部材１００についてさらに説明する。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

図５に示すように、発散部１１０は、光源素子２１２よりも中心軸Ｃに対して外側に配置される。また、発散部１１０は、中心軸Ｃに対して集光部１２０よりも外側に配置される。発散部１１０は、例えば、凹レンズである。発散部１１０は、入射面１１２と出射面１１４とを有する。入射面１１２は、凹状である。出射面１１４は、平面状である。光源素子２１２から出射された光が、入射面１１２に入射する。入射面１１２に入射した光が出射面１１４から出射される。発散部１１０は、凹レンズの機能を有する。したがって、入射面１１２に入射した光が出射面１１４から拡散光として出射される。

集光部１２０は、例えば、凸レンズである。集光部１２０は、入射面１２２と出射面１２４とを有する。入射面１２２は、平面状である。出射面１２４は、凸状である。光源素子２１２から出射された光が、入射面１２２に入射する。入射面１２２に入射した光が出射面１２４から出射される。集光部１２０は、凸レンズの機能を有する。したがって、入射面１２２に入射した光が出射面１２４から集光光として出射される。

図６を参照して、光学部材１００の配光について説明する。図６は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図６において、光ＬＡは、発散部１１０から出射される光を示す。光ＬＢは、集光部１２０から出射される光を示す。

図６に示すように、発散部１１０からは、光ＬＡが出射される。光ＬＡは、発散部１１０によって拡散された拡散光である。発散部１１０は、中心軸Ｃから離れる方向に向けて光ＬＡを出射する。

集光部１２０からは、光ＬＢが出射される。光ＬＢは、集光部１２０によって集光された集光光である。集光部１２０は、中心軸Ｃに向かう方向に向けて光ＬＢを出射する。

図７を参照して、照明器具２００の配光について説明する。図７は、照明器具２００を示す断面図である。図７において、配光曲線ＬＡＲは、発散部１１０から出射される光ＬＡの配光を示す。配光曲線ＬＢＲは、集光部１２０から出射される光ＬＢの配光を示す。地面Ｇは、照明器具２００が設置されている地面を示す。本体部２３０の一部は、地面Ｇに埋められている。

図７に示すように、発散部１１０から出射される光ＬＡ（拡散光）によって、セード２２０上での輝度をさげることができる。その結果、セード２２０上での眩しさを抑制することができる。

また、集光部１２０から出射される光ＬＢ（集光光）によって、照明器具２００に近い地面Ｇを照射することができる。その結果、地面Ｇ上での照度を確保することができる。

また、光ＬＡは、セード２２０の上部に向けて出射される。一方、光ＬＢは、セード２２０の下部に向けて出射される。すなわち、集光部１２０から出射された光ＬＢは、発散部１１０から出射された光ＬＡよりも光源２１１に対して離れる方向に向かう。ここでは、集光部１２０から出射された光ＬＢは、発散部１１０から出射された光ＬＡよりも下方に向かう。したがって、セード２２０に対して均一に発光することができる。その結果、セード２２０上での輝度ムラを抑制することができる。

なお、光源２１１が上方に向けて光を出射する場合、集光部１２０から出射された光ＬＢは、発散部１１０から出射された光ＬＡよりも上方に向かう。したがって、セード２２０に対して均一に発光することができる。その結果、セード２２０上での輝度ムラを抑制することができる。

図８を参照して照明器具２００の配光について説明する。図８（ａ）は、照明器具２００の配光曲線を示す図である。図８（ｂ）は、従来の照明器具の配光曲線を示す図である。図８（ａ）および図８（ｂ）において、０°方向は照明器具の上側方向を示し、９０°方向は照明器具の右側方向を示し、１８０°方向は照明器具の下側方向を示し、２７０°方向は照明器具の左側方向を示す。

図８（ａ）に示すように、照明器具２００の配光曲線では、主に９０°方向〜２７０°方向に光が配光されている。一方、照明器具２００の配光曲線では、０°方向〜９０°方向および２７０°方向〜０°方向には、ごく一部の光しか配光されていない。すなわち、照明器具２００は、下側方向に向けて光を出射し、上側方向に向けての光の出射を極力抑えられている。したがって、眩しさを抑制することができる。また、照明器具２００の配光曲線では、右斜め下方向および左斜め下方向にピークを持つ配光特性となる。したがって、地面Ｇを効果的に照射することができる。

一方、図８（ｂ）に示すように、従来の照明器具の配光曲線では、９０°方向〜２７０°方向と同様に、０°方向〜９０°方向および２７０°方向〜０°方向にも光が配光されている。すなわち、従来の照明器具の下側方向にも上側方向にも同様に光が出射される。したがって、眩しくなる。また、上側方向と下側方向とに光が分散されるため、照明器具２００から近い地面Ｇを効果的に照射することができない。

以上、図１〜図８を参照して説明したように、光学部材１００は、光源２１１からの光を配光する。光学部材１００は、発散部１１０と、集光部１２０とを備える。したがって、発散部１１０から出射される光は拡散光として出射される。その結果、眩しさを抑制することができる。例えば、セード２２０上での輝度を低くし、眩しさを抑制することができる。また、集光部１２０から出射される光は集光光として出射される。したがって、照明対象物に対する照度を向上させることができる。例えば、地面Ｇに対する照度を向上させることができる。特に、照明器具２００から近い地面Ｇを効果的に照射することができる。

また、集光部１２０から出射された光は、発散部１１０から出射された光よりも光源２１１に対して離れる方向に向かう。したがって、発散部１１０が光源２１１から近い側を照射し、集光部１２０が光源２１１から遠い側を照射することができる。例えば、発散部１１０が上方を照射し、集光部１２０が下方を照射することができる。その結果、均一に発光し輝度ムラを抑制することができる。例えば、照明器具２００のセード２２０上での輝度ムラを抑制することができる。

また、光源２１１は下方に光を照射する。また、集光部１２０と発散部１１０とは、光源２１１の下方に配置される。したがって、光源２１１から出射された光は、集光部１２０と発散部１１０とによって下方に出射される。したがって、地面Ｇのような下方にある照明対象物を照射することができる。

なお、光学部材１００は、図５を参照して説明した光学部材１００と異なる形状を有していてもよい。図９を参照して光学部材１００について説明する。図９は、光学部材１００の断面図である。発散部１１０の出射面１１４の形状が曲面状である点と、集光部１２０の入射面１２２の形状が曲面状である点を除いて、図９に示す光学部材１００は、図５を参照して説明した光学部材１００と同様な構成を有するため、重複部分については説明を省略する。

図９に示すように、発散部１１０は、光源素子２１２よりも中心軸Ｃに対して外側に配置される。また、発散部１１０は、中心軸Ｃに対して集光部１２０よりも外側に配置される。発散部１１０は、入射面１１２と出射面１１４とを有する。入射面１１２は、凹状である。ここでは、出射面１１４は、曲面状である。光源素子２１２から出射された光が、入射面１１２に入射する。入射面１１２に入射した光が出射面１１４から出射される。発散部１１０は、凹レンズの機能を有する。したがって、入射面１１２に入射した光が出射面１１４から拡散光として出射される。

集光部１２０は、入射面１２２と出射面１２４とを有する。ここでは、入射面１２２は、曲面状である。詳しくは、入射面１２２は、凸状である。出射面１２４は、凸状である。光源素子２１２から出射された光が、入射面１２２に入射する。入射面１２２に入射した光が出射面１２４から出射される。集光部１２０は、凸レンズの機能を有する。したがって、入射面１２２に入射した光が出射面１１４から集光光として出射される。

図９に示す光学部材１００は、図５に示す光学部材１００と同様に、発散部１１０と、集光部１２０とを備える。したがって、発散部１１０から出射される光は拡散光として出射される。その結果、眩しさを抑制することができる。例えば、セード２２０上での輝度を低くし、眩しさを抑制することができる。また、集光部１２０から出射される光は集光光として出射される。したがって、照明対象物に対する照度を向上させることができる。例えば、地面Ｇに対する照度を向上させることができる。特に、照明器具２００から近い地面Ｇを効果的に照射することができる。

なお、図１〜図９を参照して説明した照明器具２００では、複数の光源素子２１２がリング状に配置されていたが、複数の光源素子２１２が直線状に配置されていてもよい。

図１０を参照して、照明器具２００について説明する。図１０（ａ）は、照明器具２００を示す模式的な斜視図である。図１０（ｂ）は、照明器具２００を示す模式的な上面図である。図１０（ｃ）は、光学部材１００の断面図である。

図１０（ａ）に示すように、照明器具２００は、略直方体である。照明器具２００は、例えば、天井、壁面または床面に設置される。

図１０（ｂ）に示すように、複数の光源素子２１２は、直線状に配置されている。複数の光源素子２１２は、等間隔に配置されている。光学部材１００は、Ｘ軸方向に直線状に延びている。

図１０（ｃ）に示すように、光学部材１００は、発散部１１０と、集光部１２０と、直線状部１６０とを備える。直線状部１６０は、Ｘ軸方向に直線状に延びている。複数の光源素子２１２は、直線状部１６０に対応する位置に配置されている。

発散部１１０は、直線状部１６０に対して一方の側に配置されている。詳しくは、発散部１１０は、直線状部１６０に対して左側に配置されている。したがって、発散部１１０は、左側に拡散光を出射する。集光部１２０は、直線状部１６０に対して他方の側に配置されている。詳しくは、集光部１２０は、直線状部１６０に対して右側に配置されている。したがって、集光部１２０は、右側に集光光を出射する。このように、光学部材１００は、一方の側に拡散光を出射し、他方の側に集光光を出射することができる。

以上、図面（図１〜図１０）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１００ 光学部材
１１０ 発散部
１２０ 集光部
１３０ リング状部
１６０ 直線状部
２００ 照明器具
２１１ 光源
２１２ 光源素子
Ｃ 中心軸

Claims (10)

1. 光源からの光を配光する光学部材であって、
   発散部と、
   集光部と
   を備える、光学部材。
2. 前記集光部から出射された光は、前記発散部から出射された光よりも前記光源に対して離れる方向に向かう、請求項１に記載の光学部材。
3. 前記集光部と前記発散部とは、前記光源に対向する、請求項１または請求項２に記載の光学部材。
4. 前記光源は下方に光を照射し、
   前記集光部と前記発散部とは、前記光源の下方に配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学部材。
5. 中心軸を有するリング状部をさらに備え、
   前記光源は複数の光源素子を有し、
   前記複数の光源素子は、前記リング状部に対応する位置に配置されており、
   前記発散部は、前記中心軸に対して前記集光部よりも外側に配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学部材。
6. 前記発散部は、前記中心軸から離れる方向に向けて光を出射し、
   前記集光部は、前記中心軸に向かう方向に向けて光を出射する、請求項５に記載の光学部材。
7. 直線状部をさらに備え、
   前記光源は複数の光源素子を有し、
   前記複数の光源素子は、前記直線状部に対応する位置に配置されており、
   前記発散部は、前記直線状部に対して一方の側に配置されており、
   前記集光部は、前記直線状部に対して他方の側に配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学部材。
8. 前記発散部は、凹レンズである、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学部材。
9. 前記集光部は、凸レンズである、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光学部材。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光学部材と、
    光源と
    を備える、照明器具。

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