JP6119166B2 - 発光素子ユニット及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子の光を配光する発光素子ユニット及び照明器具に関する。

従来、道路の路肩等に立設した支柱に器具本体を支持し、路面を照明する道路灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４０６１４３８号公報

近年、ＬＥＤ等の発光素子の高輝度化に伴い、光源に発光素子を用いた道路灯が開発されている。
しかしながら、高輝度の発光素子を用いると、発光素子の直下の照度が高くなり過ぎるとともに、道路灯から遠方の照度が低下してしまうため、照射エリア（路面）における均斉度が悪化してしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、広い照射エリアを照度ムラを抑えて照射可能な発光素子ユニット及び照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の発光素子ユニットは、複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、前記レンズ体は、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、前記光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、前記レンズ体は隣接して形成される一対の凸部を複数備え、一対の前記凸部は、両者の間に略Ｖ字状の前記全反射面を形成し、一対の前記凸部は、他の一対の前記凸部と隙間を空けて設けられて、他の一対の前記凸部との間の前記エリア内に前記透過部が形成されていることを特徴とする。

また本発明は、上記発光素子ユニットにおいて、前記レンズ体と前記発光部との間を、前記光軸方向に離間配置したことを特徴とする。

また本発明の照明器具は、複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、前記レンズ体は、前記発光部を外部に露出させるように前記レンズ体を貫通して前記発光部の光を外部に直接通す開口と、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、前記発光素子モジュールは、前記発光部を除き難燃性の絶縁シートで覆い、固定板で器具本体に固定するとともに、前記レンズ体の固定部は、反射鏡を前記固定板との間に挟むようにして当該固定板に固定したことを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記レンズ体は隣接して形成される一対の凸部を少なくとも１つ備え、隣接する一対の前記凸部は、両者の間に略Ｖ字状の前記全反射面を形成することを特徴とする。
また本発明の照明器具は、複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、前記レンズ体は、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、前記レンズ体は隣接して形成される一対の凸部を複数備え、一対の前記凸部は、両者の間に略Ｖ字状の前記全反射面を形成し、一対の前記凸部は、他の一対の前記凸部と隙間を空けて設けられて、他の一対の前記凸部との間の前記エリア内に前記透過部が形成されていることを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記レンズ体と前記発光部との間を、前記光軸方向に離間配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記発光素子モジュールは、前記発光部を除き難燃性の絶縁シートで覆い、固定板で器具本体に固定するとともに、前記レンズ体の固定部は、反射鏡を前記固定板との間に挟むようにして当該固定板に固定したことを特徴とする。
また本発明の照明器具は、複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、前記レンズ体は、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、前記発光素子モジュールは、前記発光部を除き難燃性の絶縁シートで覆い、固定板で器具本体に固定するとともに、前記レンズ体の固定部は、反射鏡を前記固定板との間に挟むようにして当該固定板に固定したことを特徴とする。

本発明によれば、レンズ体は、発光素子モジュールの発光部内に、透過面と、遠方に向けて配光する全反射面とを有するため、広い照射エリアを照度ムラを抑えて照射できる。

本発明の実施形態に係る道路灯を下方からみた斜視図である。 道路灯の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は正面図、及び（Ｅ）は背面図である。 道路灯の底面図である。 図２（Ａ）のＩ−Ｉ線における断面視図である。 図３のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 器具本体の分解斜視図である。 ベースケース体の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は正面図、（Ｅ）は背面図である。 蓋体を開いた状態を示す道路灯の側面図である。 蓋体を開いた状態を示す道路灯の上方斜視図である。 発光素子ユニットの全体構成を示す斜視図である。 発光素子ユニット、及び反射鏡の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は正面図である。 発光素子ユニット、及び反射鏡の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図である。 レンズ面による光軸近傍の光の配光の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、照明器具の一例として道路灯を説明する。
図１は本実施形態に係る道路灯１を下方からみた斜視図である。図２は道路灯１の構成を示す図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は底面図、図２（Ｄ）は正面図、及び図２（Ｅ）は背面図である。また図３は道路灯１の底面図である。
この道路灯１は、図１に示すように、ポール型（ストレート型とも呼ばれる）の支柱４、又は、アーム型の支柱５の先端部３に器具本体１０を支持したものである。支柱４、５は路肩等の道路脇の地面に立設された柱であり、ポール型の支柱４は、その先端部３が鉛直方向に真っ直ぐに延び、アーム型の支柱５は、柱の途中から曲がって先端部３が水平方向に水平、或いは所定角度傾いて延びている。この道路灯１の器具本体１０は、支柱４、５の両方に取り付け可能に構成されている。

器具本体１０は、アルミダイカスト等で形成され、図１、及び図２に示すように、一端１１Ａから他端１１Ｂにかけて長い平面視略矩形の箱型を成し、その一端１１Ａの近傍で上記支柱４、５の先端部３に支持され、他端１１Ｂを道路側（車道側）に向けて設置される。器具本体１０の底面１０Ａには、一端１１Ａの側に照射開口１２が形成され、この照射開口１２が平板状の透明なグローブガラス１３（図２（Ｃ））で覆われている。なお、図１、及び図３は、グローブガラス１３から器具本体１０の内部を透視して示したものである。

器具本体１０は、背面１０Ｂ（すなわち一端１１Ａ近傍の外側面）にアーム用挿入孔１５（図２（Ｅ））が設けられ、また一端１１Ａ近傍の底面１０Ａにポール用挿入孔１６が設けられている。ポール型の支柱４に器具本体１０を支持する場合には、当該支柱４の先端部３が器具本体１０の底面１０Ａからポール用挿入孔１６に挿入され、またアーム型の支柱５に支持する場合には、当該支柱５の先端部３が器具本体１０の背面１０Ｂからアーム用挿入孔１５に挿入される。これらアーム用挿入孔１５、及びポール用挿入孔１６のうち、先端部３が挿入されていない方は閉塞板１７で閉塞される。
なお、本実施形態では、ポール型の支柱４に支持する道路灯１について主に説明する。

図４は図２（Ａ）のＩ−Ｉ線における断面視図であり、図５は図３のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。図６は器具本体１０の分解斜視図である。
器具本体１０は、ベースケース体２０と、下カバー体２１と、蓋体２２とを備え、これらが器具本体１０の略箱型のケース体を構成する。これらベースケース体２０、下カバー体２１、及び蓋体２２は、屋外使用に十分に耐え得る耐食性があり、なおかつ、熱伝導性が高い材料（例えばアルミニウムやアルミニウム合金）を用いて形成されている。高熱伝導性の材料を用いることで、後述する光源ユニット２５の発熱がケース体（本実施形態では、特にベースケース体２０）から放熱され、光源ユニット２５の光源温度が発光動作に適切な温度に維持される。
ベースケース体２０は、器具本体１０の六面の外側面のうち、天面１０Ｃ、正面側、及び左右側の外側面１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆを構成し、下カバー体２１は、器具本体１０の底面１０Ａを構成する。また蓋体２２は、器具本体１０の天面１０Ｃに開閉自在に設けられ、当該天面１０Ｃの一部から背面１０Ｂを構成する。
器具本体１０には、蓋体２２が開いて露出する箇所に後述するクランプユニット２６が内設され、また道路側を向く他端１１Ｂの側に光源を構成する複数（本実施形態では６個）の光源ユニット２５が内設されている。

下カバー体２１は、ベースケース体２０の下面にネジ１９（例えば図５）でネジ止め固定され、当該ベースケース体２０の下面を閉じる部材であり、上述した照射開口１２、及び、ポール用挿入孔１６が形成されている。また、下カバー体２１は、図５、及び図６に示すように、照射開口１２を覆うようにグローブガラス１３が上側から嵌め込まれて当該グローブガラス１３を担持する。このグローブガラス１３の縁部には、シール部材としての環状のパッキン４２が全周に亘って嵌め込まれており、当該パッキン４２によって下カバー体２１の照射開口１２がシールされる。また、下カバー体２１をベースケース体２０に取り付けた際には、下カバー体２１とベースケース体２０との間でパッキン４２が挟み込まれて、当該ベースケース体２０の内部がシールされるが、その詳細については後述する。

図７はベースケース体２０の構成を示す図であり、図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は側面図、図７（Ｃ）は底面図、図７（Ｄ）は正面図、図７（Ｅ）は背面図である。
ベースケース体２０は、その内部が器具本体１０の一端１１Ａの側のクランプ取付室２７Ｂと、他端１１Ｂの側の光源室２７Ａとに仕切２８で仕切られている。クランプ取付室２７Ｂにはクランプユニット２６が配設され、光源室２７Ａには光源ユニット２５が配設されている。
クランプユニット２６は、器具本体１０のアーム用挿入孔１５、又は、ポール用挿入孔１６から挿入された支柱４、５の先端部３に挿入されて取り付けられる支柱取付具である。また光源ユニット２５は、道路灯１の光源であり、発光素子を備えて構成されている。

クランプユニット２６は、前掲図６に示すように、支柱４、５の先端部３に挿入される筒部２９と、この筒部２９の外周面２９Ｃに設けられた鍔部３０とを備えている。この鍔部３０がベースケース体２０のクランプ取付室２７Ｂの左右両側に設けられたクランプユニット固定部１８にボルト３１Ａ、及びナット３１Ｂで締結固定される。また筒部２９の外周面２９Ｃには周方向から、複数本の締め付け用のダブルナット３２が挿入され、これらダブルナット３２によって支柱４、５の先端部３に筒部２９が締め付け固定される。また、ポール型の支柱４に取り付けられるクランプユニット２６にあっては、筒部２９の下側の一端２９Ａがポール用挿入孔１６の近傍に配置され、上側の他端２９Ｂがクランプ取付室２７Ｂの奥に入り込み、この他端２９Ｂに、支柱４の中を通じて先端部３から引き出された電気配線を保持するホルダ３３が取り付けられる。

光源ユニット２５は、道路灯１の光源であり、発光素子を備えて構成されている。具体的には、前掲図６に示すように、光源ユニット２５は、ＬＥＤ基板３４に実装されたＣＯＢ型ＬＥＤ（発光素子モジュール）３５と、絶縁シート３６と、反射鏡ベース板（固定板）３７と、反射鏡３８と、レンズ体３９とを備え、これらの順に重ねるように組み付けて構成されている。
ＬＥＤ基板３４は、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の発熱を裏面に効率良く伝えるために、高熱伝導性を有する例えばセラミック等で形成されている。
ＣＯＢ型ＬＥＤ３５は、多数のＬＥＤをＬＥＤ基板３４の上に密集配置して平面視略円形（四角形も有り得る）の面状の発光部３５Ａを形成したチップオンボード（ＣＯＢ）構造の発光デバイスである。この面状の発光部３５Ａは、この面に略垂直な方向（以下、単に直下方向と言う。）に光軸Ｆを有し、この光軸Ｆが器具本体１０の底面１０Ａを指向する姿勢で器具本体１０の中に配置される。ＣＯＢ型ＬＥＤ３５は、多数のＬＥＤが密集配置されていることから大光量で高輝度な灯具が得られる。

絶縁シート３６は、開口３６Ａが形成され、当該開口３６Ａから発光部３５Ａを露出させつつＬＥＤ基板３４の実装面を覆い、このＬＥＤ基板３４と上記反射鏡ベース板３７との間を電気的に絶縁するシート材である。
反射鏡ベース板３７は、反射鏡３８の組み付けベースとなる板材であり、上記絶縁シート３６、及びＬＥＤ基板３４を上記ベースケース体２０との間に挟むようにして当該ベースケース体２０にネジ止め固定される。上記ＬＥＤ基板３４は、反射鏡ベース板３７による挟み込みにより、その裏面がベースケース体２０に密接した状態で固定される。

反射鏡３８、及びレンズ体３９は、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の配光を制御する配光制御部材であり、これらの配光制御により、道路の走行方向に合わせて左右に延びた横長の配光が実現されている。具体的には、レンズ体３９は、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の発光部３５Ａを覆って配置されて、当該ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の光軸Ｆ近傍の光を左右方向（道路の車線方向）に配光する機能を備える。また反射鏡３８は、このレンズ体３９の周囲を囲む反射面３８Ａを有し、レンズ体３９から側方に出る光を反射することで、背面側へ向かう光を抑えつつ、正面側の遠方（道路灯１が設置された道路の対向側の路肩近傍）に光を指向させるといった前後方向（道路の横断方向）の配光を制御する機能を備える。

図７に示すように、光源室２７Ａの天井を構成するベースケース体２０の天井面２０Ａには、ＬＥＤ基板３４の裏面と面接触して支持する台座面４０が所定の間隔で略格子状に設けられている。各台座面４０は、ＬＥＤ基板３４の各々が同一水平面（照射開口１２の開口面から一定の距離）に位置するように天井面２０Ａからの高さが設定されている。
台座面４０は、ベースケース体２０の天井面２０Ａに一体に形成されており、高熱伝導性を有するＬＥＤ基板３４を通じてＣＯＢ型ＬＥＤ３５の発熱が伝えられる。台座面４０の熱は、ベースケース体２０の天井面２０Ａに伝へられ、当該ベースケース体２０の天面１０Ｃから外部に放熱され、これにより、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の光源温度が発光動作に適切な温度に維持される。なお、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５に代えて、他の構造のＬＥＤ、或いは有機ＥＬ等の他の発光素子を用いても良いことは勿論である。

本実施形態では、ベースケース体２０には、光源室２７Ａの側に各光源ユニット２５を包囲する平面視矩形枠状の包囲壁４１を設け、この包囲壁４１の中を水密にすることで、光源室２７Ａを防水することとしている。すなわち、前掲図５に示すように、包囲壁４１の全周に亘り、その先端４１Ａが、下カバー体２１に担持されたグローブガラス１３のパッキン４２に密着し、これにより包囲壁４１の内部が水密にシールされる。
上記包囲壁４１のうち、クランプ取付室２７Ｂに面する箇所は上記仕切２８によって構成されており、この仕切２８には、電源線引込孔４３が開口し、この電源線引込孔４３を通じて電気配線がクランプ取付室２７Ｂから光源室２７Ａに引き込まれる。このとき電源線引込孔４３をシールするために、この電源線引込孔４３にブッシング４４を嵌合し、このブッシング４４に電源線を通して配線される。

また、光源室２７Ａの各光源ユニット２５とクランプユニット２６とは、図４に示すように、側面視略水平に延びるベースケース体２０に、クランプユニット２６による支柱４、５への固定箇所Ｐと、器具本体１０の重心位置Ｑとの高さ方向のズレを抑えて（理想的には、同一水平面上に）配置した。これにより、器具本体１０の共振点が下がることから道路灯１の設置箇所の振動の影響が少なくなり、使用環境が拡大される。

蓋体２２は、前掲図４に示すように、上記クランプ取付室２７Ｂを覆い、上記ベースケース体２０の天面１０Ｃにヒンジ金具４６で開閉自在に取り付けられている。
図８は蓋体２２を開いた状態を示す道路灯１の側面図であり、図９は同状態を示す道路灯１の上方斜視図である。
これらの図、及び前掲図７に示すように、ベースケース体２０の天面１０Ｃ、及び背面側には、クランプ取付室２７Ｂを露出する開口４７が形成されている。具体的には、開口４７は、クランプ取付室２７Ｂの天井に対応する箇所の天面１０Ｃから背面１０Ｂに亘る範囲を露出するように形成されており、さらに、クランプ取付室２７Ｂの左右の両側面の側も露出するように形成されている。

これにより、図９に示すように、クランプ取付室２７Ｂの背面側がベースケース体２０に覆われることなく開放されることとなり、クランプ取付室２７Ｂでの作業が容易となる。特に、図９に示すように、器具本体１０がポール型の支柱４に取り付けられる場合、クランプユニット２６の筒部２９はクランプ取付室２７Ｂの中で上下に延び外周面２９Ｃが背面側に対面するように配設される。したがって、支柱４の先端部３を固定するダブルナット３２が器具本体１０の背面側に面するようにクランプユニット２６が配置されることで、背面側から開口４７を通じてダブルナット３２を簡単に操作することができ、器具本体１０の取付作業が容易となる。

蓋体２２は、クランプ取付室２７Ｂの開口４７を閉じるものであり、クランプ取付室２７Ｂに対応する天面１０Ｃと背面１０Ｂとが一体に形成されている。蓋体２２の背面１０Ｂに対応する箇所には、アーム用挿入孔１５が形成されており、このアーム用挿入孔１５が不使用である場合には、閉塞板１７が取り付けられて閉塞されている。
かかる蓋体２２は、ベースケース体２０の天面１０Ｃの略中央（より正確にはクランプ取付室２７Ｂと光源室２７Ａとの境界近傍）に設けたヒンジ金具４６に、光源室２７Ａ側に突出したヒンジ側端部２２Ａ（図６）を結合してベースケース体２０に取り付けられる。したがって、蓋体２２の開閉軸が天面１０Ｃの上になることから、蓋体２２を開いた場合に当該蓋体２２が天面１０Ｃの上に移動する。このため、器具本体１０の背面１０Ｂの側の近くに壁面等の構造物が有る場合でも、開蓋時に蓋体２２が干渉することがなく、蓋体２２を大きく開くことができる。

器具本体１０の天面１０Ｃは、前掲図５に示すように、左右の略中央部を頂点にして左右両側が低くなるように弧を描いて緩やかに屈曲した曲面形状を成し、天面１０Ｃに降り注ぐ風雨、及び積雪が左右両側に促されるようになっている。
また、器具本体１０の天面１０Ｃは、前掲図２（Ｂ）に示すように、正面側（すなわち光源室２７Ａの側）の他端１１Ｂから背面側（すなわちクランプ取付室２７Ｂ）の側にかけて流線２０Ｌを描く形状とされている。これにより、図８に示すように、器具本体１０が水平面Ｈに対して所定角度αの傾斜角度で他端１１Ｂを上を向けた姿勢で取り付けられた場合に、天面１０Ｃに降り注ぐ雨水や積雪を背面側に移動させつつ、天面１０Ｃの両側からスムーズに落下させるようになっている。
さらに、この器具本体１０には、クランプ取付室２７Ｂの近傍の光源室２７Ａの天面１０Ｃに、左右の両側に亘って横断し排水溝としての機能を有する横溝４５が形成され、また、前掲図２に示すように、他端１１Ｂから背面側に向けて延び、上記横溝４５に合流する複数本の誘導溝４８が形成されている。これにより、光源室２７Ａの側の他端１１Ｂから背面側への雨水等の移動を促進し横溝４５からスムーズに落下させることができる。
本実施形態では、各誘導溝４８が上述の台座面４０の直上に対応した位置に設けられており、台座面４０を通じて伝熱される光源の熱で積雪を溶かし、横溝４５に効率良く案内されるようになっている。

ここで、器具本体１０の天面１０Ｃを構成する上記ベースケース体２０は、前掲図４に示すように、天面１０Ｃの板厚Ｔが光源室２７Ａの側の他端１１Ｂからクランプ取付室２７Ｂにかけて次第に厚くなっている。そして、上記横溝４５は、クランプ取付室２７Ｂの近傍の光源室２７Ａの天面１０Ｃ、すなわち板厚Ｔが十分に厚く剛性が高い位置に設けられており、横溝４５を設けられても天面１０Ｃの剛性が確保されているようになっている。
また蓋体２２の結合側の縁部は横溝４５に沿って配置され、横溝４５が蓋体２２の開閉に要するクリアランスも兼ねている。この横溝４５の中には、蓋体２２に結合される上記ヒンジ金具４６が収められておりヒンジ金具４６が露出しないようにすることで意匠が高められている。このとき、ヒンジ金具４６は、横溝４５の底面４５Ａから高い位置であり、かつ、蓋体２２のヒンジ側端部２２Ａで覆われた位置に配設されている。これにより、ヒンジ金具４６が風雨に曝され、また横溝４５の雨水に浸水し難くなり、水による腐食が抑制される。

器具本体１０は、図９に示すように、支柱４、５への設置時に蓋体２２を開位置で支持するストッパー機構４９を備えている。
ストッパー機構４９は、蓋体２２の裏面に設けたレール５０と、ベースケース体２０に一端５１Ａが結合され他端５１Ｂがレール５０に案内自在に係合し蓋体２２を支持する支持棒５１とを備えている。レール５０には、蓋体２２の開閉に伴って支持棒５１の他端５１Ｂが移動する直線状の孔である案内路５０Ａが設けられている。開蓋時には、蓋体２２が９０度以上（本実施形態では１１５度）の開き角度β（図８）に開いた状態で支持棒５１が案内路５０Ａの下端部５０Ａ１に引っ掛かって蓋体２２を支持する。また案内路５０Ａには、下端部５０Ａ１を略Ｌ字状に上方（天面１０Ｃの側）に延ばした支え用端部５０Ａ２が設けられている。この支え用端部５０Ａ２に支持棒５１が引っ掛かることで、支持棒５１が蓋体２２の開き角度βが９０度以下の状態で蓋体２２を閉蓋不能に支持する。

また、閉蓋時には、支持棒５１の他端５１Ｂが案内され当該案内路５０Ａの直線方向の端である上端部５０Ａ３に移動する。この上端部５０Ａ３に支持棒５１が引っ掛かった状態においては、蓋体２２が全閉しない状態で支持棒５１が蓋体２２を閉蓋不能に支持する。一方、案内路５０Ａには上端部５０Ａ３に至る途中に、閉蓋方向Ｄに分岐する分岐路５０Ａ４が設けられており、この分岐路５０Ａ４に支持棒５１の他端５１Ｂが入り込むことで、支持棒５１による蓋体２２の支持が解かれて蓋体２２が全閉する。
すなわち、開いた蓋体２２が閉じるには、作業者が分岐路５０Ａ４に支持棒５１の他端５１Ｂを案内するように操作する必要がある。このような操作が成されずに、例えば風等の影響で蓋体２２が閉じようとする場合には、支持棒５１の他端５１Ｂが案内路５０Ａを直線状に勢いよく移動し、ストレートに上端部５０Ａ３に到達して蓋体２２が全閉する前に係止され、作業中に不意に蓋体２２に挟まれるといった事を防止できる。

ところで、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５、及びレンズ体３９は、本実施形態の発光素子ユニット６を構成している。
以下、発光素子ユニット６について詳細に説明する。
図１０は、発光素子ユニット６の全体構成を示す斜視図である。また図１１は発光素子ユニット６、及び反射鏡３８の構成を示す図であり、図１１（Ａ）は平面図、図１１（Ｂ）は背面図、図１１（Ｃ）は底面図、図１１（Ｄ）は正面図である。また図１２は発光素子ユニット６、及び反射鏡３８の構成を示す図であり、図１２（Ａ）は平面図、図１２（Ｂ）は正面図、図１２（Ｃ）は底面図、図１２（Ｄ）は左側面図、図１２（Ｅ）は右側面図である。図１３は、レンズ面による光軸近傍の光の配光の説明図である。なお、図１１では、構成の把握を容易にするために、反射鏡３８の正面方向及び背面方向の直射光反射面３８Ａ１、３８Ａ２、並びに底面３８Ａ３を省略して図示している。
レンズ体３９は、上述の通り、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の発光部３５Ａを覆う透過型光学素子であり、発光部３５Ａを中心として左右対称な形状を成し、発光部３５Ａの光を左右の両側に配光する。具体的には、レンズ体３９は、図１０−図１２に示すように、発光部３５Ａの直下を横断して左右両側に跨がるように弧を描くアーチ型の本体部７０を有し、この本体部７０の左右両端部に、反射鏡３８の後述する底面３８Ａ３にネジ止めされる取付片（固定部）７７を一体に備えて構成される。本体部７０のアーチ型形状により、図１３に矢印Ｋ１で示すように、発光部３５Ａの光が左右の両側の遠方に配光される。レンズ体３９は、光軸Ｆ方向において発光部３５Ａと最も接近する部分（本実施形態では、取付片７７）が、発光部３５Ａと所定距離Ｌだけ離間配置され、発光部３５Ａの熱を効率良く逃がすことができるようになっている。

また、この本体部７０の左右方向に直交する前（正面）後（背面）方向の各々には、図１０、及び図１１に示すように、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５を外部に露出させる開口７１、７２が形成されている。これらの開口７１、７２がレンズ体３９を貫通する貫通孔を構成するから、発光部３５Ａの熱を効率良く逃がすことができ、またレンズ体３９の温度上昇も抑えられて熱損傷が防止される。特に、発光部３５Ａを覆う本体部７０がアーチ型であるから、発光部３５Ａとの間の距離が大きくなり発光部３５Ａの発熱の影響を受けに難くできる。

また、開口７１、７２は、発光部３５Ａから正面方向、及び背面方向に指向する光を直接外部に通す直射光用開口として機能する。開口７１、７２には、図１２に示すように、反射鏡３８の正面たる直射光反射面３８Ａ１と、背面たる直射光反射面３８Ａ２が対面配置されており、これら直射光反射面３８Ａ１、３８Ａ２が前後方向に向かう直射光を直下方向に折り曲げて配光することで、レンズ体３９が配光する両側の遠方の間の範囲が照らされる。
これにより、レンズ体３９による左右両側遠方への配光と、直射光反射面３８Ａ１、３８Ａ２による両側遠方の間への配光とによって、横長の照射エリアが照射される。さらに、開口７１、７２の大きさによって、左右両側の遠方に配光する光量と直射光として取り出して遠方の間を照射する光量との配分を簡単に調整でき、使い勝手の良い光源ユニット２５が実現できる。

ここで、この光源ユニット２５には、レンズ体３９、及び反射鏡３８によって配光された光以外のレンズ体３９からの分散光または屈折光（以下、「非配光光」と言う）が存在し、光源ユニット２５は、この非配光光によって直下方向の近傍（手前側）を照明している。
すなわち、この光源ユニット２５にあっては、左右両側の遠方の間の範囲（すなわち、光源ユニット２５の直下方向の範囲）を上記直射光反射面３８Ａ１、３８Ａ２の反射光で照らし、この範囲よりも手前側の範囲を非配光光で照らすことで、光源ユニット２５の正面方向を効率良く照明する構成となっている。

ただし、直下方向の手前側を非配光光のみで照らすため、何ら対策を施さなければ、非配光光の光量不足により直下方向の手前側での照度が足りなくなる。これに対して、例えばレンズ体３９や反射鏡３８により発光部３５Ａの光の一部を直下方向の手前側に配光すれば照度不足は解消するが、その分、左右両側の遠方に振り分けられる光量が減り遠方での照度が低下する。

そこで本実施形態では、次のようにして非配光光の光量増加を図る構成としている。
すなわち、反射鏡３８は、図１２に示すように、上記発光部３５Ａに対応する箇所に、当該発光部３５Ａを露出させる開口３８Ｂが形成された底面（裏面反射光反射面）３８Ａ３を有し、上記レンズ体３９の本体部７０は、上記開口３８Ｂと、その周面の底面３８Ａ３を覆って取り付けられている。これにより、発光部３５Ａの光が本体部７０の裏面７５で裏面反射された裏面反射光が底面３８Ａ３で本体部７０に向けて再反射され非配光光として取り出されることとなり、器具全体として光量増加が図られる。

さて、図１０−図１２に示すように、本実施形態のレンズ体３９は、接線連続した単一曲面ではなく、路面を輝度ムラなく、なおかつ効率良く照射するために複数のレンズ面が設けられている。
レンズ体３９の上記本体部７０は、左右に延びる概略アーチ型に形成されることで左右方向への配光が形成され、左右両端部（すなわち、アーチの根元部）に近いほど、底面３８Ａ３と成す角度である俯角θ（図１３参照）が小さく、遠方に向かう光を放射する。そこで、この本体部７０の左右両端部には、遠方である右方向側、及び左方向側に光を配光するレンズ面７０Ａが形成されている。

一方、本体部７０の中央部は、発光部３５Ａの光軸Ｆの方向に位置することから、この中央部からは直下方向に向かう光が多く放射されてしまう。そこで図１０−図１２に示すように、この中央部には、発光部３５Ａの光軸Ｆに対してやや正面側に、直下方向に向かう光を左右方向に振り向ける山型形状のレンズ面（第１レンズ面）７０Ｂが形成されている。レンズ面７０Ｂで配光された光は、図１３に矢印Ｋ２で示すように、遠方である右方向側、及び左方向側に振り分けられ遠方での照度を補っている。

さらに詳述すると、レンズ面７０Ｂは、図１０、及び図１１に示すように、断面略三角形で前後方向に延びる略三角柱状を成し、左右の面がそれぞれ、発光部３５Ａから入射した光を遠方に配光する入射面（全反射面）７０Ｂ１、及び当該入射面７０Ｂ１で配光された光が出射する出射面７０Ｂ２として形成されている。換言すれば、レンズ面７０Ｂは、レンズ体３９のアーチ形状から凸状に突出する凸部として構成されている。このレンズ面７０Ｂは、発光部３５Ａの光軸Ｆに入射面７０Ｂ１の下端７９Ｂに合わせて、当該光軸Ｆを挟んだ左右の両側に隣接して設けられており、この隣接する一対のレンズ面７０Ｂの間に略Ｖ字状の入射面７０Ｂ１が形成されている。これにより、発光部３５Ａからの光のうち、光軸Ｆの方向を指向する光によって効率良く左右の両側の遠方が照射される。なお、一対の入射面７０Ｂ１は発光部３５Ａの直径内に形成されており、一対のレンズ面７０Ｂの左右方向の幅Ｗ１は発光部３５Ａの直径と略同一に形成されている。

また、本体部７０の中央部には、発光部３５Ａの光軸Ｆに対してやや背面側に、直下方向に向かう光を左右方向に振り向ける山形形状のレンズ面（第２レンズ面、凸部）７０Ｃが形成されている。レンズ面７０Ｃで配光された光は、図１３に矢印Ｋ３で示すように、遠方である右方向側、及び左方向側に振り分けられ遠方での照度を補っている。
さらに詳述すると、レンズ面７０Ｃは、図１０、及び図１１に示すように、断面略三角形で前後方向に延びる略三角柱状を成し、左右の面がそれぞれ、発光部３５Ａから入射した光を遠方に配光する入射面（全反射面）７０Ｃ１、及び当該入射面７０Ｃ１で配光された光が出射する出射面７０Ｃ２として形成されている。換言すれば、レンズ面７０Ｃは、レンズ体３９のアーチ形状から凸状に突出する凸部として構成されている。

レンズ面７０Ｃは、発光部３５Ａの光軸Ｆに入射面７０Ｃ１の下端７９Ｃに合わせて、当該光軸Ｆを挟んだ左右の両側に設けられている。これにより、発光部３５Ａからの光のうち、光軸Ｆの方向を指向する光によって効率良く左右の両側の遠方が照射される。なお、一対の入射面７０Ｃ１は一部が発光部３５Ａの直径内に形成されており、一対のレンズ面７０Ｃの左右方向の幅Ｗ２は発光部３５Ａの直径よりも小さく形成されている。また、レンズ面７０Ｃは、図１１（Ｃ）に示すように、発光部３５Ａの背面方向外側に延出しているため、直下方向だけでなく背面方向に向かう光を左右方向に振り向けている。レンズ面７０Ｃのうち、発光部３５Ａから背面方向外側に延出した部分は、レンズ面７０Ａに設けられた支持部材７３によって支持されている。
これにより、このレンズ体３９にあっては、中央部にレンズ面７０Ｂ、７０Ｃを備えるアーチ型の本体部７０によって、横長の照射エリアのうち、直下方向の照射エリアを除いた照射エリアである、左右方向遠方が照射される。

さらに、本体部７０の中央には、発光部３５Ａの直下に、レンズ面７０Ｂ、７０Ｃが形成されない、発光部３５Ａから入射した光を直接透過する透過面（透過部）７０Ｄが形成されている。すなわち、発光部３５Ａの光軸Ｆ方向に向けて発光部３５Ａの外縁から投影されるエリアＡ内には、全反射面である入射面７０Ｂ１、７０Ｃ１を有するレンズ面７０Ｂ、７０Ｃと、透過面７０Ｄとが設けられている。この透過面７０Ｄについてより詳細に説明すると、図１１（Ｃ）に示すように、レンズ面７０Ｂの正面側端面７０Ｂ３は発光部３５Ａの外縁部３５Ｂよりも背面側に位置しており、レンズ面７０Ｂの端面７０Ｂ３と発光部３５Ａの外縁部３５Ｂとの間に透過面７０Ｄ１を形成している。また、レンズ面７０Ｂとレンズ面７０Ｃは隙間δ（図１２）を空けて設けられており、発光部３５Ａ内において、レンズ面７０Ｂとレンズ面７０Ｃとの間に透過面７０Ｄ２を形成している。さらに、一対のレンズ面７０Ｃの左右方向の幅Ｗ２は発光部３５Ａの直径よりも小さく形成されているため、レンズ面７０Ｃの出射面７０Ｃ２と発光部３５Ａの外縁部３５Ｂとの間に透過面７０Ｄ３を形成している。
これにより、直下方向の照射エリアは、上述の通り、発光部３５Ａから前後方向に向かう直射光を直射光反射面３８Ａ１、３８Ａ２で折り曲げた光で照射されるとともに、図１３に矢印Ｋ４に示すように、レンズ体３９に備えた透過面７０Ｄを透過した透過光によって照射される。
したがって、道路灯１の直下方向と左右方向との間での照度の均衡が図られ、照度ムラを抑えて効率良く広い範囲が照明されることとなる。

ところで、上述のように、レンズ体３９の本体部７０の左右両端部であるレンズ面７０Ａの透過光は、俯角θが小さいことから左右方向の遠方を照らすには最適である。しかしながら、前掲図５に示すように、この光源ユニット２５は、器具本体１０に収められることから、俯角θ（図１３）が所定値以下の光は器具本体１０の内側面で遮蔽されてしまう。
そこで、この道路灯１では、図１１に示すように、左右方向に向かう俯角θが所定値以下の光をレンズ体３９を挟んだ反対方向の遠方に反射する低俯角光反射面３８Ａ４、３８Ａ５が反射鏡３８の左右両側に設けられている。
これにより、俯角θが所定値以下の光が器具本体１０で遮蔽されることなく左右方向の遠方の照射に有効に利用することができる。
なお、図１３に矢印Ｋ５に示すように、上記レンズ面７０Ａから出射された光においても、俯角θが小さい光は、低俯角光反射面３８Ａ４、３８Ａ５によって反対方向の遠方に向けて反射される。

以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

すなわち、本実施形態によれば、レンズ体３９は、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５の発光部３５Ａの光軸Ｆ方向に向けて当該発光部３５Ａの外縁から投影されるエリアＡ内に、光軸Ｆに対して比較的狭い範囲に配光する透過面７０Ｄと、透過面７０Ｄで配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面である入射面７０Ｂ１、７０Ｃ１とを有する構成とした。この構成により、発光部３５Ａの直下方向に向かう光を遠方に向けて配光して、発光部３５Ａの直下方向に向かう光の量を抑制できるとともに、遠方を十分な照度で照射できるので、広い照射エリアを略均一に照明することができる。

また、本実施形態によれば、レンズ体３９は隣接して形成される一対の凸部（レンズ面７０Ｂ、７０Ｃ）を少なくとも１つ備え、隣接する一対のレンズ面７０Ｂ、７０Ｃは、両者の間に略Ｖ字状の入射面７０Ｂ１、７０Ｃ１を形成する構成とした。この構成により、入射面７０Ｂ１、７０Ｃ１の配列方向の両側（左右側）の遠方を十分な照度で照射できるので、横長の広い照射エリアを照度ムラを抑えて効率良く照射できる。

また、本実施形態によれば、レンズ体３９と発光部３５Ａとの間を、光軸Ｆ方向に離間配置したため、発光部３５Ａの熱を効率良く逃がすことができる。

また、本実施形態によれば、ＣＯＢ型ＬＥＤ３５は、発光部３５を除き難燃性の絶縁シート３６で覆い、反射鏡ベース板３７で器具本体１０に固定するとともに、レンズ体３９の取付片７７は、反射鏡３８を反射鏡ベース板３７との間に挟むようにして当該反射鏡ベース板３７に固定する構成とした。この構成により、反射鏡３８を固定する固定具を必要としないため、部品点数を削減し、製造工程を簡素化できる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、一対で略Ｖ字状に形成された全反射面を２つ（レンズ面７０Ｂとレンズ面７０Ｃ）設けたが、一対の全反射面の数はこれに限定されるものではなく、１つでもよく、３つ以上であってもよい。
また、上記実施形態では、反射鏡３８を設けたが、反射鏡３８は省略してもよい。

また、本発明は道路灯に限らず、例えば街灯等の任意の照明器具に適用可能である。また、本発明は、器具本体が支柱に限らず、例えば建物の壁等に支持される照明器具に適用可能である。

１ 道路灯（照明器具）
６ 発光素子ユニット
１０ 器具本体
３４ ＬＥＤ基板
３５ ＣＯＢ型ＬＥＤ（発光素子モジュール）
３５Ａ 発光部
３６ 絶縁シート
３７ 反射鏡ベース板（固定板）
３８ 反射鏡
３９ レンズ体
７０Ｂ、７０Ｃ レンズ面（凸部）
７０Ｂ１、７０Ｃ１ 入射面（全反射面）
７０Ｄ、７０Ｄ１、７０Ｄ２、７０Ｄ３ 透過面（透過部）
７７ 取付片（固定部）

Claims (8)

1. 複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、
   前記レンズ体は、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、前記光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、
   前記レンズ体は隣接して形成される一対の凸部を複数備え、
   一対の前記凸部は、両者の間に略Ｖ字状の前記全反射面を形成し、
   一対の前記凸部は、他の一対の前記凸部と隙間を空けて設けられて、他の一対の前記凸部との間の前記エリア内に前記透過部が形成されていることを特徴とする発光素子ユニット。
2. 前記レンズ体と前記発光部との間を、前記光軸方向に離間配置したことを特徴とする請求項１に記載の発光素子ユニット。
3. 複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、
   前記レンズ体は、前記発光部を外部に露出させるように前記レンズ体を貫通して前記発光部の光を外部に直接通す開口と、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、
   前記発光素子モジュールは、前記発光部を除き難燃性の絶縁シートで覆い、固定板で器具本体に固定するとともに、前記レンズ体の固定部は、反射鏡を前記固定板との間に挟むようにして当該固定板に固定したことを特徴とする照明器具。
4. 前記レンズ体は隣接して形成される一対の凸部を少なくとも１つ備え、
   隣接する一対の前記凸部は、両者の間に略Ｖ字状の前記全反射面を形成することを特徴とする請求項３に記載の照明器具。
5. 複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、
   前記レンズ体は、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、
   前記レンズ体は隣接して形成される一対の凸部を複数備え、
   一対の前記凸部は、両者の間に略Ｖ字状の前記全反射面を形成し、
   一対の前記凸部は、他の一対の前記凸部と隙間を空けて設けられて、他の一対の前記凸部との間の前記エリア内に前記透過部が形成されていることを特徴とする照明器具。
6. 前記レンズ体と前記発光部との間を、前記光軸方向に離間配置したことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の照明器具。
7. 前記発光素子モジュールは、前記発光部を除き難燃性の絶縁シートで覆い、固定板で器具本体に固定するとともに、前記レンズ体の固定部は、反射鏡を前記固定板との間に挟むようにして当該固定板に固定したことを特徴とする請求項５又は６に記載の照明器具。
8. 複数の発光素子を基板上に配置して面状の発光部を形成した発光素子モジュールと、前記発光部を覆うレンズ体とを備え、
   前記レンズ体は、前記発光部の光軸方向に向けて当該発光部の外縁から投影されるエリア内に、光軸に対して比較的狭い範囲に配光する透過部と、透過部で配光される光よりも広い範囲に配光する全反射面とを有し、
   前記発光素子モジュールは、前記発光部を除き難燃性の絶縁シートで覆い、固定板で器具本体に固定するとともに、前記レンズ体の固定部は、反射鏡を前記固定板との間に挟むようにして当該固定板に固定したことを特徴とする照明器具。

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