JP5664916B2

JP5664916B2 - Lighting device

Info

Publication number: JP5664916B2
Application number: JP2011066190A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　一也; 一也佐藤; 篤深澤
Original assignee: 株式会社ジャパンセル
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP2012204074A

Description

本発明は、ＬＥＤ等を組み込んで街路灯として用いる照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device that incorporates an LED or the like and is used as a street lamp.

街路灯或いは街路灯に転用可能な照明装置として、特許文献１〜３に開示されるものが知られている。
特許文献１には、街路灯に用いる照明装置として、ＬＥＤ等の光源からの光をリフレクターを介して反射し、透明カバーを通して外部に照射する構造で、前記透明カバーにフレネル部を形成することで拡散させて均一な照明とすることが開示されている。 As a lighting device that can be diverted to a street light or a street light, those disclosed in Patent Documents 1 to 3 are known.
In Patent Document 1, as a lighting device used for a street lamp, light from a light source such as an LED is reflected through a reflector and irradiated to the outside through a transparent cover, and a Fresnel portion is formed in the transparent cover. It is disclosed that it is diffused to provide uniform illumination.

特許文献２には、道路の曲がり具合や凹凸などの状況に応じて照射ができるように、１つの街路灯に複数の照明具を取り付け、これら照明具の角度を調整可能とした構造が開示されており、この照明具にはフレネルレンズが組み込まれている。 Patent Document 2 discloses a structure in which a plurality of lighting fixtures are attached to one street light so that the angle of these lighting fixtures can be adjusted so that irradiation can be performed according to conditions such as the degree of bending or unevenness of the road. This lighting fixture incorporates a Fresnel lens.

特許文献３には街路灯などに用いられる照明器具として、ＬＥＤ等の光源からの光を光路制御微細構造を介して所定の角度に拡散せしめる構造が開示され、光路制御微細構造として、連続または不連続状の鋸歯状反射体あるいは透光体が挙げられている。 Patent Document 3 discloses a structure in which light from a light source such as an LED is diffused at a predetermined angle through an optical path control microstructure as a lighting fixture used in a street lamp or the like. A continuous sawtooth reflector or translucent material is mentioned.

特開２００７−３１１１７８号公報JP 2007-31178 A 特開２０１０−０６２１２６号公報JP 2010-062126 A 特開２００８−１４７１８２号公報JP 2008-147182 A

街路灯には用途別に種々のタイプがあり、各用途ごとに要求される特性が異なる。
例えば、高速道路用街路灯は１灯あたり、高さ１５ｍ、照射エリア７ｍ×２０ｍ、平均照度１０lx以上が要求され、テニスコート用街路灯（照明装置）は１灯あたり、高さ１０ｍ、照射エリア８ｍ×１０ｍ、平均照度２５０lx以上が要求され工場内の街路灯は１灯あたり、高さ１２ｍ、照射エリア５ｍ×５ｍ、平均照度５００lx以上が要求される。
また、目標とされる省エネ効果は、高速道路用街路灯では１灯／４２０ｗをＬＥＤ１００ｗ以下、テニスコート用街路灯では１灯／１０００ｗをＬＥＤ２８０ｗ以下、工場内の街路灯では１灯７００ｗをＬＥＤ３００ｗ以下まで低下させることを目標としている。 There are various types of street lamps depending on the application, and the required characteristics differ for each application.
For example, a highway street light is required to have a height of 15 m, an irradiation area of 7 m × 20 m, and an average illuminance of 10 lx or more. 8 m × 10 m and average illuminance of 250 lx or more are required, and street lights in the factory are required to have a height of 12 m, an irradiation area of 5 m × 5 m, and an average illuminance of 500 lx or more.
The target energy-saving effects are 1 / 420w for LED streetlights for highway street lights of 100w or less, 1 / 1000w for streetlights for tennis courts, LED280w or less, and 700w for streetlights in factories of 300w or less. The goal is to reduce it.

特許文献１〜３に開示される構成の照明装置によって、上述した街路灯に要求される性能を満たすには、大容量の光源を用いなければならず、省エネルギーを十分に達成することができない。 A large-capacity light source must be used to satisfy the performance required for the street lamps described above by the lighting devices having the configurations disclosed in Patent Documents 1 to 3, and energy saving cannot be sufficiently achieved.

上記課題を解決するため本発明は、ケース内に光源とレンズ群を組み込んだ街路灯として、前記レンズ群を光源からの光を集光する凸レンズと、この凸レンズから出射した光を所定の範囲に拡散させる凹レンズユニットで構成し、この凹レンズユニットは２枚の異なるフレネルレンズを重ねたものとした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a convex lens that collects light from a light source and a light emitted from the convex lens in a predetermined range as a street light in which a light source and a lens group are incorporated in a case. It is composed of a concave lens unit that diffuses, and this concave lens unit is a stack of two different Fresnel lenses.

前記凹レンズユニットとしては、例えば同心円状フレネルレンズとリニアフレネルレンズとを組み合わせたものが好ましい。 As the concave lens unit, for example, a combination of a concentric Fresnel lens and a linear Fresnel lens is preferable.

本発明に係る街路灯によれば、消費電力を少なくして所定範囲における照度が十分で均一な街路灯を提供することができる。 According to the street light according to the present invention, it is possible to provide a street light with sufficient and uniform illuminance in a predetermined range by reducing power consumption.

本発明に係る照明装置の断面図Sectional drawing of the illuminating device which concerns on this invention （ａ）は本発明に係る照明装置に組み込まれるリニアフレネルレンズを示す図、（ｂ）は同リニアフレネルレンズの要部の断面図(A) is a figure which shows the linear Fresnel lens integrated in the illuminating device based on this invention, (b) is sectional drawing of the principal part of the linear Fresnel lens. （ａ）は本発明に係る照明装置に組み込まれる同心状フレネルレンズを示す図、（ｂ）は同同心状フレネルレンズの要部の断面図(A) is a figure which shows the concentric Fresnel lens integrated in the illuminating device which concerns on this invention, (b) is sectional drawing of the principal part of a concentric Fresnel lens. （ａ）及び（ｂ）は比較例の構造を示す図１と同様の断面図(A) And (b) is sectional drawing similar to FIG. 1 which shows the structure of a comparative example. 本発明に係る照明装置と比較例との検証結果を示すグラフThe graph which shows the verification result of the illuminating device which concerns on this invention, and a comparative example

以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、照明装置は筒状ケース１内に凹面状反射体２を配置し、この凹面状反射体２の中心部にＬＥＤチップ３を取り付けた基板４を固定している。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the illuminating device has a concave reflector 2 disposed in a cylindrical case 1, and a substrate 4 having an LED chip 3 attached thereto is fixed at the center of the concave reflector 2.

前記基板４の背面側にはケース１内の高温空気を排除する多孔板５を取り付け、凹面状反射体２の開口部には凸レンズ６を取り付け、更にケース１の前面開口には凹レンズユニット７を取り付けている。 A perforated plate 5 for removing hot air in the case 1 is attached to the back side of the substrate 4, a convex lens 6 is attached to the opening of the concave reflector 2, and a concave lens unit 7 is attached to the front opening of the case 1. It is attached.

凹レンズユニット７は２枚の異なるフレネルレンズを重ねて構成され、本実施例の場合は、内側（凸レンズ６側）に図２に示すリニアフレネルレンズ７ａを配置し、外側に同心円状フレネルレンズ７ｂを配置している。このように組み合わせることで、最良の結果が得られた。 The concave lens unit 7 is formed by stacking two different Fresnel lenses. In this embodiment, the linear Fresnel lens 7a shown in FIG. 2 is arranged on the inner side (convex lens 6 side), and the concentric Fresnel lens 7b is arranged on the outer side. It is arranged. This combination yielded the best results.

図４（ａ）及び（ｂ）は後述する比較例I、II-1及びII-２の構成を説明した図であり、（ａ）に示す比較例Iは図１に示した照明装置から凹レンズユニットを外した構造で、比較例II-1及びII-２は（ｂ）に示すように、凹レンズユニットとしてリニアフレネルレンズ７ａのみを取り付けている。
比較例II-1及びII-２との相違は、リニアフレネルレンズ７ａの向きであり、比較例II-1にあってはレンズ面を内側とし、比較例II-2にあってはレンズ面を外側としている。 4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating the configurations of Comparative Examples I, II-1 and II-2, which will be described later, and Comparative Example I shown in FIG. 4 (a) is a concave lens from the lighting device shown in FIG. With the structure in which the unit is removed, Comparative Examples II-1 and II-2 have only a linear Fresnel lens 7a as a concave lens unit, as shown in FIG.
The difference from Comparative Examples II-1 and II-2 is the orientation of the linear Fresnel lens 7a. In Comparative Example II-1, the lens surface is the inside, and in Comparative Example II-2, the lens surface is the same. It is on the outside.

更に、リニアフレネルレンズ７ａを外側に同心円状フレネルレンズ７ｂを内側に配置すると、縦と横の広がりが不均一になるため、リニアフレネルレンズ７ａを内側に同心円状フレネルレンズ７ｂを外側に配置するのが好ましい。 Further, when the linear Fresnel lens 7a is arranged on the outside and the concentric Fresnel lens 7b is arranged on the inside, the vertical and horizontal spread becomes non-uniform. Is preferred.

図５は照明装置から５ｍ離れた位置における照明領域の大きさ（横ｃｍ、縦ｃｍ）と、中心点（Ｐ１）及び周囲点（Ｐ２〜Ｐ５）の輝度を、本発明に係る照明装置と比較例１〜３とで比較したものである。 FIG. 5 compares the size of the illumination area (horizontal cm, vertical cm) at a position 5 m away from the illumination device, and the brightness of the center point (P1) and surrounding points (P2 to P5) with the illumination device according to the present invention. This is a comparison with Examples 1-3.

図５から明らかなように、比較例Iは直線集光の点で不利があり、比較II-1は配光分布の均一点で不利があり、比較例II-2は配光面積（長方形）の点で不利がある。
一方本発明に係る照明装置は上記の不利がなく、街路灯に要求される特性を全て具備している。 As is clear from FIG. 5, Comparative Example I is disadvantageous in terms of linear light collection, Comparative II-1 is disadvantageous in terms of uniform light distribution, and Comparative Example II-2 is light distribution area (rectangular) There is a disadvantage in terms of.
On the other hand, the lighting device according to the present invention does not have the above disadvantages and has all the characteristics required for street lamps.

本発明に係る照明装置は、高速道路や一般道に限らず、公園など設置場所は任意である。 The lighting device according to the present invention is not limited to a highway or a general road, and an installation place such as a park is arbitrary.

１…ケース、２…凹面状反射体、３…ＬＥＤチップ、４…基板、５…多孔板、６…凸レンズ、７…凹レンズユニット、７ａ…リニアフレネルレンズ、７ｂ…同心円状フレネルレンズ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Concave-shaped reflector, 3 ... LED chip, 4 ... Board | substrate, 5 ... Perforated plate, 6 ... Convex lens, 7 ... Concave lens unit, 7a ... Linear Fresnel lens, 7b ... Concentric Fresnel lens.

Claims

A lighting device incorporating a light source and a lens group in a case, the lens group comprising a convex lens that collects light from the light source and a concave lens unit that diffuses light emitted from the convex lens to a predetermined range. The concave lens unit is configured by stacking two different Fresnel lenses.

2. The illumination device according to claim 1, wherein the concave lens unit is a combination of a concentric Fresnel lens and a linear Fresnel lens.