JP5830675B2

JP5830675B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP5830675B2
Application number: JP2011094317A
Authority: JP
Inventors: 裕光河野; 和慶西垣
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-04-20
Also published as: JP2012227018A

Description

本発明は、輝度低減が可能な照明器具に関し、特にＬＥＤ防犯灯に用いて好適なものである。

従来、街路照明に使用されている照明器具は、２０Ｗ蛍光ランプ一灯を内蔵した一般に防犯灯と呼ばれている蛍光灯器具が大半であった（例えば、特許文献１参照）。
近年、省エネルギー、環境配慮の観点から、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明器具が注目されてきている。ＬＥＤは、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）に比べると光量は落ちる。しかし、ＬＥＤの特徴を生かしつつ多灯使用することで、光量を補い街路灯や防犯灯に使用できるレベルとなってきている。

ところで、図６に示すように、ＬＥＤ防犯灯１０１の配光では、光をより道路１０２に照射できるようにするため、道路幅Ｗの方向に光りを絞る（矢印ａ方向に絞る）必要がある。これにより、それぞれのＬＥＤ防犯灯１０１からの光による路面１０３での照射パターン１０４は、道路長手方向Ｌに沿って長い長円形状のものとなる。
図７に示すように、近年、提案されているＬＥＤ防犯灯１０１は、上部に合成樹脂等からなる器具本体１０５を有する。器具本体１０５は、下方開口した細長の略船形をし、ＬＥＤ駆動装置（図示せず）等を内蔵する。器具本体１０５の下方には、上方開口した細長の略船形をした透光材からなるグローブ１０６が装着される。

特開２００６−８００９７号公報（請求項１、図１、段落００２７）

しかしながら、上記した従来のＬＥＤ防犯灯１０１は、それぞれのＬＥＤ１０７の光出射側に配置したレンズ１０８または反射板（図示せず）によって、道路幅Ｗの方向に光りを絞っていた。このため、グローブ１０６の光る面積が道路幅Ｗの方向に小さく（狭く）、部分的に輝度が高くなりがちであった。このような部分的に高輝度な領域１０９が生じていると、グローブ１０６を下側から見上げた際、眩しく感じられることがあった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、グローブの発光面積を大きくすることにより、輝度を低減でき、まぶしさを抑えることができる照明器具を提供することにある。

本発明の照明器具は、直線状に複数のＬＥＤが配列されるＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤユニットが、下方に光を出射可能に取り付けられる器具本体と、前記器具本体に取り付けられ、透光性の材料で構成され、前記ＬＥＤユニットの下方に配置され、前記複数のＬＥＤの配列方向に長い形状を有し、かつ、前記複数のＬＥＤの各々に対応する箇所がグローブレンズ凹状部となり、前記グローブレンズ凹状部同士の間がグローブレンズ凸状部となり、前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って前記グローブレンズ凹状部と前記グローブレンズ凸状部とが交互に連続するグローブレンズが形成されているグローブと、前記ＬＥＤユニットと前記グローブの前記グローブレンズとの間において、前記複数のＬＥＤの各々に対応して設けられるＬＥＤレンズと、を備え、前記各ＬＥＤレンズは、前記各グローブレンズ凸状部よりも、前記各グローブレンズ凹状部に対して光強度が高くなるように、前記各ＬＥＤからの光を屈折させて光線束を集束させ、前記グローブレンズは、前記各グローブレンズ凹状部に入射する光強度が高い光線束を分散させ、前記各グローブレンズ凸状部に入射する光強度が弱い光線束を集束させて、前記各ＬＥＤの下方における輝度を均一化するものである。

本発明に係る照明器具によれば、グローブの発光面積を大きくすることにより、輝度を低減でき、まぶしさを抑えることができる。

本発明に係る第１実施形態の照明器具を下側から見た場合の斜視図図１に示したグローブを上側から見た場合の斜視図図１に示した照明器具の断面図第２実施形態の照明器具の断面図図４に示した照明器具の下面図従来の照明器具の斜視図図６に示した照明器具の断面図

（第１実施形態）
以下、本発明の照明器具の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る第１実施形態の照明器具を下側から見た場合の斜視図、図２は図１に示したグローブを上側から見た場合の斜視図、図３は図１に示した照明器具の断面図である。
本実施形態に係る照明器具１０は、例えば防犯灯や街路灯に好適に用いることができる。照明器具１０は、ＬＥＤユニット１１と、器具本体１２と、グローブ１３と、に大別構成される。器具本体１２には例えば図３に示す支持部材１４が固定され、器具本体１２は、この支持部材１４を介して、道路に立設されている電柱、公園等のポ−ルおよび工場等の外壁に取り付けられる。

照明器具１０は、自動点滅器を備えることが好ましい。太陽が沈んで屋外が薄暗くなると、ランプに直列に接続された自動点滅器のスイッチが自動的に接続し、照明器具１０が点灯する。太陽が昇って屋外が薄明るくなると、自動点滅器のスイッチが自動的に開放し、消灯する。

ＬＥＤユニット１１は、器具本体１２に収容される。ＬＥＤユニット１１には直線状に複数のＬＥＤ１５が配列される。ＬＥＤユニット１１は、不図示の熱伝導シートを介して器具本体１２に固定される。熱伝導シートを介してＬＥＤユニット１１から器具本体１２に伝わった熱は器具本体１２の外表面から放熱される。熱伝導シートは、シリカやアルミナ等のフィラーからなる充填材を含有しかつ加熱時に低粘度化する樹脂シートからなる。
ＬＥＤユニット１１の表面には図示は省略するが絶縁層であるサブマウントを介してＬＥＤチップが設けられる。ＬＥＤチップとしては、青色光（λ≒４００〜４６０ｎｍ）を放射するＧａＮ系青色半導体発光素子が好適に用いられる。ＬＥＤチップは、サブマウントに設けられた回路部に電極がワイヤにて接続される。ＬＥＤチップ、ワイヤはシリコーン樹脂からなる薄型レジンにより覆われる。薄型レジンは、空気層を介してさらに波長変換部材である蛍光体キャップによって覆われる。蛍光体キャップは、ＬＥＤチップを封止したパッケージボディに一体に固定される。

ＬＥＤ１５が白色仕様の場合、蛍光体キャップは、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体を透光性シリコーン樹脂に分散した後、硬化させて形成されている。この蛍光体キャップによって、ＬＥＤチップからの一部の青色光が、緑色光（λ≒５４０〜５６５ｎｍ）、黄色光（λ≒５６０〜５８０ｎｍ）、赤色光（λ≒６８０〜７２０ｎｍ）に変換される。これらの光が混ざり合って白色光が生成されるようになされている。

器具本体１２は、下方がグローブ取付部１６となる。つまり、器具本体１２の下面に取り付けられたＬＥＤユニット１１は、グローブ取付部１６にグローブ１３が取り付けられることで、器具本体１２とグローブ１３との内方に収容される。グローブ１３は、器具本体１２のグローブ取付部１６に取り付けられることで、ＬＥＤユニット１１の光出射方向の前方に設けられる。グローブ１３は、透光性を有する例えば合成樹脂材からなる。グローブ１３は、透明、半透明の他、光透過率が高く、ＬＥＤユニット１１からの光を拡散する乳白色のプラスチック板（例えばアクリル樹脂板）であってもよい。

本実施形態において、グローブ１３は、図２に示すように、ＬＥＤ１５の並び方向に長い箱形に形成される。グローブ１３にはグローブレンズ１７が形成される。グローブレンズ１７は、グローブ１３の外面側、内面側のいずれに形成されてもよい。本実施形態では内面側に形成されている。グローブレンズ１７は、ＬＥＤ１５に対応する箇所がグローブレンズ凹状部１８となり、かつグローブレンズ凹状部同士の間がグローブレンズ凸状部１９となる。グローブレンズ凸状部１９は、所謂蒲鉾形状を弧状に湾曲させたものである。このグローブレンズ凸状部１９が複数並べられることで、グローブレンズ凸状部１９とグローブレンズ凹状部１８とが交互に配置されたグローブレンズ１７を構成する。

ＬＥＤ１５は、全てのグローブレンズ凹状部１８に対応して配置されてもよく、グローブレンズ凹状部１８の所定数おきに配置されてもよい。この場合、ＬＥＤ１５が配置されないグローブレンズ凹状部１８が存在することになる。グローブレンズ１７は、グローブレンズ凹状部１８の領域を見れば凹レンズであり、グローブレンズ凸状部１９の領域を見れば凸レンズである。つまり、凹レンズと凸レンズとが交互に連続している。従って、ＬＥＤ１５からグローブレンズ凹状部１８に入射した光線束は発散し、ＬＥＤ１５からグローブレンズ凸状部１９に入射した光線束は集束される。

また、照明器具１０では、ＬＥＤ１５とグローブレンズ１７との間にＬＥＤレンズ２０が設けられている。ＬＥＤレンズ２０は、グローブレンズ凸状部１９よりもグローブレンズ凹状部１８に対して光強度が高くなるように、ＬＥＤ１５からの光を屈折させて光線束を集束させる光学素子となっている。即ち、発散作用を有するグローブレンズ凹状部１８には強い光を照射し、集束作用を有するグローブレンズ凸状部１９には弱い光を照射することで、グローブ１３の光出射面側での輝度の均一化が図られている。

次に、上記構成を有する照明器具１０の作用を説明する。
照明器具１０では、直線上に配列される複数のＬＥＤユニット１１のそれぞれから出る光を、道路幅の方向には絞って、道路長手方向に沿って長い長円形状の照射パターンとする。同時に、この照射パターンを作るグローブレンズ１７に入射した光は、グローブレンズ内においては道路幅の方向に拡散して、グローブ１３の発光面積Ｓを広げ、部分的に輝度の高くなることを抑制する。

また、ＬＥＤ１５からの光がＬＥＤレンズ２０に入射すると、グローブレンズ凹状部１８に照射される出射光の強度が高くなる。グローブレンズ凹状部１８に入射した高強度の光は、グローブレンズ凹状部１８の凹レンズ形状によって、広い面積でグローブレンズ１７から出射される。これにより、グローブ１３の光出射面側での輝度が均一化する。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の照明器具２１について説明する。
図４は第２実施形態の照明器具２１の断面図、図５は図４に示した照明器具２１の下面図である。
この実施形態に係る照明器具２１は、直線状に複数のＬＥＤ１５が配列されるＬＥＤユニット２２と、ＬＥＤユニット２２を収容し下方がグローブ取付部２３となる器具本体２４と、器具本体２４のグローブ取付部２３に取り付けられることでＬＥＤユニット２２の光出射方向の前方に設けられるグローブ２５と、を有する。

グローブ２５は、下方の開放した断面略コ字状の枠体となって形成される。グローブ２５の長手方向両端は、閉鎖されていても、開放されていてもよい。グローブ２５には、一対のグローブ反射板２６が形成される。グローブ反射板２６は、ＬＥＤ１５を挟んで対向するようにグローブ２５に形成される。グローブ反射板２６の対向面は、ＬＥＤ１５に対応する箇所が凹状反射部２７となり、かつ凹状反射部同士の間が凸状反射部２８となる。

グローブ２５には、ＬＥＤ１５とグローブ反射板２６との間にＬＥＤレンズ２９が一体に成形されて設けられている。ＬＥＤレンズ２９は、凸状反射部２８よりも凹状反射部２７に対して光強度が高くなるようにＬＥＤ１５からの光を屈折させて光線束を集束させる光学素子となっている。ＬＥＤレンズ２９は、ＬＥＤ１５を覆って隆起した凸部状に形成される。平面視では図５に示すように略楕円形状となる。ＬＥＤレンズ２９は、長軸側が左右の凹状反射部２７を通る向きで配置される。

グローブ２５は、透光性を有する例えば合成樹脂材からなる。グローブ２５は、透明、半透明の他、光透過率が高く、ＬＥＤユニット２２からの光を拡散する乳白色のプラスチック板（例えばアクリル樹脂板）であってもよい。但し、この場合においても、ＬＥＤレンズ２０の部分は、透明にする等、高い光透過率を確保することが好ましい。なお、グローブ２５は、透光性を有するものであっても、ＬＥＤ１５とグローブ反射板２６との角度を、臨界角以上に設定することで、反射面として機能させることができる。

ＬＥＤレンズ２９は、短軸部分が図４に示すように、若干凹んでいる。また、ＬＥＤ１５を収容する空間は、この短軸部分を頂角とした三角形状の収容空間部３０となっている。これにより、ＬＥＤレンズ２９は、図４の左右に中央部が肉厚となった一対の凸レンズ３１を形成し、短軸部分に凹レンズ３２を形成している。

次に、上記構成を有する照明器具２１の作用を説明する。
照明器具２１では、直線上に配列される複数のＬＥＤユニット２２のそれぞれから出る光を、道路幅の方向には絞って、道路長手方向に沿って長い長円形状の照射パターンとする。同時に、この照射パターンを作るグローブ反射板２６に入射した光は、グローブ反射板内においては道路幅の方向に拡散して、グローブ２５の発光面積を広げ、部分的に輝度の高くなることを抑制する。

また、照明器具２１では、ＬＥＤ１５からの光がグローブ反射板２６に入射する際、凹状反射部２７に照射される出射光の強度が凸レンズ３１によって高くなる。凹状反射部２７に入射した高強度の光は、グローブ反射板２６の凹状反射部２７によって、広い面積でグローブ反射板２６から反射される。これにより、グローブ反射板２６での輝度が均一化する。

従って、本実施形態に係る照明器具１０、照明器具２１によれば、グローブ１３、グローブ２５の発光面積を大きくすることにより、輝度を低減でき、まぶしさを抑えることができる。

１０照明器具
１１ＬＥＤユニット
１２器具本体
１３グローブ
１５ＬＥＤ
１６グローブ取付部
１７グローブレンズ
１８グローブレンズ凹状部
１９グローブレンズ凸状部
２０ＬＥＤレンズ
２６グローブ反射板
２７凹状反射部
２８凸状反射部

Claims

直線状に複数のＬＥＤが配列されるＬＥＤユニットと、
前記ＬＥＤユニットが、下方に光を出射可能に取り付けられる器具本体と、
前記器具本体に取り付けられ、透光性の材料で構成され、前記ＬＥＤユニットの下方に配置され、前記複数のＬＥＤの配列方向に長い形状を有し、かつ、前記複数のＬＥＤの各々に対応する箇所がグローブレンズ凹状部となり、前記グローブレンズ凹状部同士の間がグローブレンズ凸状部となり、前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って前記グローブレンズ凹状部と前記グローブレンズ凸状部とが交互に連続するグローブレンズが形成されているグローブと、
前記ＬＥＤユニットと前記グローブの前記グローブレンズとの間において、前記複数のＬＥＤの各々に対応して設けられるＬＥＤレンズと、
を備え、
前記各ＬＥＤレンズは、前記各グローブレンズ凸状部よりも、前記各グローブレンズ凹状部に対して光強度が高くなるように、前記各ＬＥＤからの光を屈折させて光線束を集束させ、
前記グローブレンズは、前記各グローブレンズ凹状部に入射する光強度が高い光線束を分散させ、前記各グローブレンズ凸状部に入射する光強度が弱い光線束を集束させて、前記各ＬＥＤの下方における輝度を均一化する照明器具。