JP6347390B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、道路又は歩道等の通路沿いに設置される通路用の照明装置に関し、より具体的には、ＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた通路用の照明装置に関する。

ＬＥＤは、小型、高効率及び長寿命であることから、照明装置等の様々な製品に用いられている。例えば、特許文献１には、ＬＥＤを用いた照明装置として、道路沿いに設置される照明装置が開示されている。

道路沿いに設置される照明装置の配光は、家庭用の照明装置の配光と異なり、道路横断方向（通路幅方向）には狭く、かつ、道路進行方向には広いことが望まれる。一般的に、照明装置の配光制御は、例えばレンズ又は反射板によって行うことができる。

例えば、特許文献２には、レンズによってＬＥＤの光の配光制御を行う照明装置が開示されている。また、特許文献３には、反射板によってＬＥＤの光の配光制御を行う照明装置が開示されている。

特開２００９−９９４９２号公報 特開２００９−９９４９３号公報 特開２０１２−１１４００１号公報

しかしながら、ＬＥＤは高輝度であるので、道路進行方向から見たときにグレアになりやすい。特に、拡散カバーを用いずに反射板又はレンズのみでＬＥＤの光の配光制御を行うとグレアになりやすい。

一方、グレアを抑制しようとすると、十分な配光制御を行うことが難しい。例えば、グレアを抑制するために、反射板又はレンズに加えて拡散カバーを用いると、所望の配光を得ることが難しくなる。

しかも、道路等の通路沿いに設置される照明装置では、道路横断方向には狭く、かつ、道路進行方向には広い配光が要求されることから、グレアを抑制しつつ所望の配光を得ることが非常に難しいという課題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤを用いた場合であっても、道路等の通路に適した配光を実現できる照明装置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、本発明に係る照明装置の一態様は、通路沿いに設置され、通路面に光を照射する照明装置であって、１個又は複数のＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と一対一で対応して当該ＬＥＤ光源の光出射側に設けられたレンズと、前記レンズを覆うように設けられた透光カバーとを備え、前記レンズは、当該レンズに対応する前記ＬＥＤ光源から出射する光のうち少なくとも通路幅方向を含む断面内を進行する光に対して集束作用を有し、前記透光カバーは、当該照明装置の設置箇所を点Ｏとし、当該照明装置の光軸と前記通路面との交点を点Ａとし、点Ａを通る通路進行方向に対して平行な直線上における２点であって点Ａが中点となる線分を構成する２点を点Ｂ及び点Ｃとすると、点Ｏ、点Ｂ及び点Ｃを通る面である面ＯＢＣにおいて前記レンズから出射する光を直線ＯＢ及び直線ＯＣに向けて集光する集束作用を有し、かつ、前記レンズから出射する光を拡散させる光拡散性を有し、面ＯＢＣにおける当該照明装置の最大光度方向と当該照明装置の光軸とのなす角度の絶対値は、６０°以上８５°以下であることを特徴とする。

ＬＥＤを用いた照明装置において、道路等の通路に適した配光を実現できる。

実施の形態に係る道路灯を道路に設置したときの模式図 （ａ）は、実施の形態に係る道路灯の側面図、（ｂ）は、実施の形態に係る道路灯の正面図 図２（ａ）のＰ−Ｐ’線における実施の形態に係る照明装置の断面図 図２（ｂ）のＱ−Ｑ’線における実施の形態に係る照明装置の断面図 実施の形態に係る照明装置におけるレンズの外観斜視図 （ａ）は、実施の形態に係る照明装置におけるレンズの上面図、（ｂ）は同レンズの側面図、（ｃ）は同レンズの正面図 実施の形態に係る照明装置における透光カバーの外観斜視図 光拡散部材の光拡散性を説明するための図 実施の形態に係る照明装置の面ＯＡＤにおける配光曲線図 実施の形態に係る照明装置の面ＯＢＣにおける配光曲線図 図４に示されるレンズの斜視図 変形例に係る照明装置におけるレンズの外観斜視図 （ａ）は、変形例に係る照明装置におけるレンズの上面図、（ｂ）は同レンズの側面図、（ｃ）は同レンズの正面図 図１１（ｂ）のＲ−Ｒ’線における変形例に係る照明装置におけるレンズレンズの断面図

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る照明装置１が用いられる道路灯の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る道路灯を道路に設置したときの模式図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る道路灯の側面図、図２（ｂ）は、実施の形態に係る道路灯の正面図である。

照明装置１は、道路又は歩道等の細長い領域に光を照射する照明器具であって、道路又は歩道等の通路沿いに設置される。図１に示すように、照明装置１は、例えば、屋外の道路沿いに設置される道路灯１００における照明灯として用いられる。なお、道路は、通路の一例である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態における道路灯１００は、照明装置１と、道路脇に立設された支柱２とを備える。道路灯１００において、照明装置１は、支柱２の上部に取り付けられており、上方から下方に向かって道路面及びその周辺に照明光を照射する。つまり、照明装置１は、道路面及びその周辺を照明する。道路灯１００は、道路進行方向に沿って数十ｍ間隔で設置される。

なお、図１において、点Ｏは、照明装置１が設置される箇所であり、本実施の形態では、道路面（通路面）から所定の高さに位置する点である。また、点Ａは、照明装置１の光軸と道路面との交点であり、本実施の形態では、道路幅方向における道路の中央である。点Ｂ及び点Ｃは、点Ａを通る道路進行方向（通路進行方向）に対して平行な直線上における任意の２点であって、点Ａが中点となる線分を構成する２点である。つまり、点Ｂ及び点Ｃは道路面上の点であり、点Ａは、線分ＢＣの中点である。また、点Ｄは、点Ｏを通る鉛直方向に対して平行な直線と道路水平面（通路水平面）との交点である。つまり、点Ｄは、照明装置１の直下部であり、直線ＯＤは、道路面の垂線である。

また、図２（ａ）において、照明装置１の光軸（直線ＯＡ）をＸ軸とし、Ｘ軸と交差し、かつ、道路進行方向（直線ＢＣ）に対して平行な直線をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸の両方に垂直な線をＺ軸としている。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、以降の図においても同様である。

［照明装置］
次に、実施の形態に係る照明装置１の全体構成について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、図２（ａ）のＰ−Ｐ’線における実施の形態に係る照明装置の断面図である。図３Ｂは、図２（ｂ）のＱ−Ｑ’線における実施の形態に係る照明装置の断面図である。なお、図３Ａは、図１の面ＯＢＣ（点Ｏ、点Ｂ、点Ｃを通る平面）における断面図であり、図３Ｂは、図１の面ＯＡＤ（点Ｏ、点Ａ、点Ｄを通る平面）における断面図である。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、照明装置１は、ＬＥＤ光源１０と、レンズ２０と、透光カバー３０と、基台４０とを備える。本実施の形態では、透光カバー３０と基台４０とによって照明装置１の外郭筐体が構成されている。

図１に示すように、透光カバー３０及び基台４０は、透光カバー３０が道路側に位置するように、かつ、基台４０が空側（透光カバー３０の上側）に位置するように配置される。つまり、透光カバー３０は、照明装置１における道路側の最外郭を構成している。

［ＬＥＤ光源］
ＬＥＤ光源１０は、ＬＥＤを用いた光源であり、１個又は複数個設けられる。図３Ｂに示すように、本実施の形態では、Ｚ軸方向に沿って複数（図３Ｂでは３つ）のＬＥＤ光源１０が一列に配置されている。なお、ＬＥＤ光源１０は、例えば、基台４０に固定される。

各ＬＥＤ光源１０は、道路面に向くように配置される。つまり、各ＬＥＤ光源１０は、道路面に光が出射するように配置される。本実施の形態において、各ＬＥＤ光源１０は、光軸が道路面と所定の角度をなすように配置されており、各ＬＥＤ光源１０の光軸は、照明装置１の光軸（線分ＯＡ）と平行である。なお、点Ｏに配置されたＬＥＤ光源１０の光軸は、照明装置１の光軸（線分ＯＡ）と一致する。

本実施の形態において、ＬＥＤ光源１０は、例えば青色光を発する青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とを用いて白色光を出射するＢ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源である。この場合、ＬＥＤ光源１０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）構造及びＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のいずれであってもよい。

ＳＭＤ構造の場合、ＬＥＤ光源１０は、例えば樹脂製の容器内にＬＥＤチップ（ベアチップ）を実装して、蛍光体を含有する封止部材（蛍光体含有樹脂）を容器内に封入した構成のＳＭＤ型のＬＥＤ素子である。

一方、ＣＯＢ構造の場合、ＬＥＤ光源１０は、ＬＥＤチップ（ベアチップ）そのものであり、ＬＥＤチップが基板に直接実装された構成である。この場合、基板に実装されたＬＥＤチップは、蛍光体を含有する封止部材によって封止される。

［レンズ］
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、レンズ２０は、ＬＥＤ光源１０と一対一で対応して当該ＬＥＤ光源１０の光出射側に設けられる。つまり、１つのＬＥＤ光源１０に対して１つのレンズ２０が設けられている。本実施の形態では、複数のＬＥＤ光源１０が設けられているので、レンズ２０も複数設けられている。

各レンズ２０は、透光性を有する光学部材であり、対応するＬＥＤ光源１０を覆う形で当該ＬＥＤ光源１０から出射する光の全てを制御する。各レンズ２０は、例えば、基台４０に固定される。

レンズ２０は、例えば、アクリル、ポリカーボネートもしくはシリコン樹脂等の透光性樹脂材料、又は、ガラス材料等を用いて作製される。なお、レンズ２０は、必要に応じて拡散性を有していてもよく、例えばレンズ２０内に光拡散材が分散されていてもよい。

ここで、本実施の形態におけるレンズ２０の構成及び光学特性について、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら図４及び図５を用いて説明する。図４は、実施の形態に係る照明装置におけるレンズの外観斜視図である。図５（ａ）は、実施の形態に係る照明装置におけるレンズの上面図、図５（ｂ）は同レンズの側面図、図５（ｃ）は同レンズの正面図である。なお、図４及び図５には、ＬＥＤ光源１０も図示されている。

図４及び図５に示すように、レンズ２０の内面（ＬＥＤ光源１０側の面）は、Ｚ軸方向に平行な方向を軸とする円筒の円筒面である。したがって、図３Ａ及び図５から分かるように、任意のＸＹ断面におけるレンズ２０の内面形状はいずれも所定の曲率の円弧状であり、また、任意のＸＺ断面におけるレンズ２０の内面形状はいずれも直線状である。

本実施の形態におけるレンズ２０では、ＬＥＤ光源１０から出射する光の全てが当該レンズ２０に入射するように、内面形状が略半円筒における円筒面となっている。つまり、任意のＸＹ断面におけるレンズ２０の内面形状は、いずれも略半円弧状である。

一方、図３Ａ〜図５に示すように、レンズ２０の外面（透光カバー３０側の面）は、所定の曲率の球面である。したがって、任意の断面におけるレンズ２０の内面形状はいずれも所定の曲率の円弧状である。

具体的に、レンズ２０の外面は、略半球の球面である。したがって、任意の断面におけるレンズ２０の内面形状はいずれも半円弧状である。

なお、本実施の形態において、ＸＹ断面におけるレンズ２０の内面を構成する円弧とレンズ２０の外面を構成する円弧とは、同心円状であって、同じ曲率を有する。

このように構成されるレンズ２０は、図３Ｂに示すように、当該レンズ２０に対応するＬＥＤ光源１０から出射する光のうち少なくとも道路幅方向を含む断面（面ＯＡＤ）内を進行する光に対して集束作用を有する。

本実施の形態において、レンズ２０は凸レンズであり、当該凸レンズの光学作用によって少なくとも面ＯＡＤ内を進行するＬＥＤ光源１０の光に対して上記の集束作用を与えている。つまり、レンズ２０は、ＬＥＤ光源１０から出射する光のうち道路横断方向に進行する光を絞って狭く集光する作用を有する。

具体的には、図３Ａに示すように、ＬＥＤ光源１０を含み面ＯＢＣに直交する任意の面（面Ｏ−Ｎ１、面Ｏ−Ｎ２、面Ｏ−Ｎ３、面Ｏ−Ｎ３・・・、面Ｏ−Ｎｉ・・・、面Ｏ−Ｎｎ）を想定した場合に、図３Ｂに示すように、これらの面内におけるレンズ２０の断面形状は、凸レンズ形状となっている。なお、図４及び図５からも分かるように、本実施の形態におけるレンズ２０では、任意の断面（面Ｏ−Ｎｉ）の全てにおいて、断面形状が平凸レンズの形状となっている。

なお、本明細書において、「凸レンズ」とは正の屈折パワーを持つレンズのことである。また、レンズ２０のある断面（面Ｏ−Ｎｉ）において例えば入射面が凹面であったとしても、出射面が凸面でその曲率半径が入射面よりも小さければ、図３Ｂに示すように集光作用を有し、正の屈折パワーを持つことになる。

一方、レンズ２０は、当該レンズ２０に対応するＬＥＤ光源１０から出射する光のうち道路進行方向に進行する光に対してはレンズ作用（屈折作用）を与えない。したがって、レンズ２０は、図３Ａに示すように、道路幅方向に進行するＬＥＤ光源１０の光については屈折させることなく（つまり、入射角と出射角とが同じ）、光の進行方向が変わることなくそのままの方向で出射させる。

つまり、レンズ２０は、道路幅方向に進行するＬＥＤ光源１０の光については、集束作用も発散作用も与えずに、レンズ２０に入射する方向とレンズ２０から出射する方向とが同じになっている。

［透光カバー］
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、透光カバー３０は、レンズ２０を覆うように設けられる。本実施の形態では、複数のレンズ２０が配置されているので、透光カバー３０は、複数のレンズ２０の全てを覆うように設けられる。なお、透光カバー３０は、例えば基台４０に固定される。

透光カバー３０は、透光性を有する光学部材であり、アクリル、ポリカーボネートもしくはシリコン樹脂等の透光性樹脂材料、又は、ガラス材料等の母材材料を用いて作製される。

図３Ａに示すように、透光カバー３０は、道路進行方向を含む断面（面ＯＢＣ）において各レンズ２０から出射する光を直線ＯＢ及び直線ＯＣに向けて集光する集束作用を有する。

本実施の形態において、直線ＯＢ及び直線ＯＣの方向は、面ＯＢＣにおける照明装置１の光軸（直線ＯＡ）とのなす角度が±６０°〜±８５°の範囲内となる方向である。つまり、直線ＯＢ及び直線ＯＣの方向は、面ＯＢＣにおける照明装置１の光軸（直線ＯＡ）とのなす角度の絶対値が６０°以上８５°以下の範囲内となる方向である。

具体的には、直線ＯＢの方向は、面ＯＢＣにおける照明装置１の光軸とのなす角度が−８５°以上−６０°以下（−８５°〜−６０°）の範囲内となる方向であり、直線ＯＣの方向は、面ＯＢＣにおける照明装置１の光軸とのなす角度が＋６０°以上＋８５°以下（＋６０°〜＋８５°）の範囲内となる方向である。

より詳細には、透光カバー３０は、照明装置１の光軸を０°としたときに、面ＯＢＣ内において直線ＯＢの方向に進行する光が−８５°以上−６０°以下の角度範囲内に収まるような集束作用を有する。また、透光カバー３０は、照明装置１の光軸を０°としたときに、面ＯＢＣにおいて直線ＯＣの方向に進行する光が＋６０°以上＋８５°以下の角度範囲内に収まるような集束作用を有する。

なお、図３Ａに示すように、透光カバー３０の任意の断面（面Ｏ−Ｎｉ）が正の屈折パワーを持てばよいので、透光カバー３０の断面形状は一定形状でなくともよい。例えば、透光カバー３０の断面形状は、正の屈折パワーを失わない程度に曲率半径が変わっていてもよい。

また、透光カバー３０は、各レンズ３０から出射する光を拡散させる光拡散性（光散乱性）を有する。

例えば、透光カバー３０の内面又は外面の表面に、光拡散性を有する光拡散部を形成することによって透光カバー３０に光拡散性を持たせることができる。この場合、シボ加工やマット加工等の表面処理を施すことによって透光カバー３０の表面に微小な凹凸を形成したり、透光カバー３０の表面に複数のドットパターンを印刷したりすることによって、透光カバー３０に光拡散部を形成することができる。あるいは、透光カバー３０の表面（内面又は外面）に光拡散材（光散乱剤）を含有する乳白色の塗膜（光拡散膜）を被膜形成することでも透光カバー３０に光拡散部を形成することができる。

また、上記のように透光カバー３０の表面に光拡散部を別途形成するのではなく、透光カバー３０そのものが光拡散材を含有する材料によって構成されていてもよい。例えば、透光カバー３０として、光拡散材（光散乱剤）が内部に分散された乳白色のものを用いることができる。

光拡散材は、酸化チタン、硫酸バリウム、シリコーンゴム、ガラスビーズ又はシリカ等からなる微粒子、又は、空気気泡等である。なお、光拡散材は、顔料粒子や染料粒子であってもよい。

光拡散材としては、当該光拡散材を含有する部材（透光カバー３０、光拡散膜）の母材材料の屈折率とは異なる屈折率を有するものを用いるが、本実施の形態では、後述するように、強い拡散性を持たせずに弱い光拡散性を有するように透光カバー３０の拡散性を調整している。

このため、光拡散材としては、光拡散材を含有する部材（透光カバー３０、光拡散膜）の母材材料と屈折率差が小さいものを用いるとよい。例えば、シリコーンゴム又はガラスビーズを用いるとよい。

なお、酸化チタン、硫酸バリウム又は空気気泡は、光拡散材を含有する部材の母材材料に対して屈折率が高いが、屈折率が高い光拡散材を用いる場合であっても当該光拡散材を含有する部材（透光カバー３０、光拡散膜）を薄くすれば光拡散性を弱く抑えることができる。ただし、光拡散材を含有する部材の厚さを薄くコントロールすることは難しく、製造上のデメリットがある。逆に、光拡散材を含有する部材の母材材料に対して屈折率差が小さい材料（シリコーンゴム、ガラスビーズ等）については、厚さを特段薄くする必要がないので、弱い拡散性を有する透光カバー３０を容易に作製することができる。

ここで、本実施の形態における透光カバー３０の具体的な構成及びその光学特性について、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、図６及び図７を用いて説明する。図６は、実施の形態に係る照明装置における透光カバーの外観斜視図であり、透光カバーを内側から見たときの状態を示している。図７は、光拡散部材の光拡散性を説明するための図である。

図６及び図３Ａに示すように、透光カバー３０は、複数のプリズム３１からなるプリズム群を有する。複数のプリズム３１は、例えば、プリズムカットにより形成することができる。本実施の形態において、複数のプリズム３１は、透光カバー３０の内面に形成されている。

複数のプリズム３１の各々のプリズム角度は、面ＯＢＣ内においてレンズ２０から出射する光を直線ＯＢ及び直線ＯＣに向けて集光させるように設定されている。つまり、透光カバー３０の上記集束作用は、複数のプリズム３１からなるプリズム群の光学作用である。複数のプリズム３１は、例えば凸フレネル状である。

また、図７（ａ）に示すように、光拡散性を有する光拡散部材（散乱透過体）にレーザー光を入射させたときの透過光（透過散乱光）の広がりを考えた場合、一般的な照明器具に利用される拡散カバーの透過指向性広がり角θは、１００°〜１２０°であるが、本実施の形態では、２０°〜４５°としている。つまり、本実施の形態における透光カバー３０には、弱い光拡散性が付与されている。

なお、透過指向性広がり角θは、１／２ビーム角であり、図７（ｂ）に示すように、直線透過方向の光度（中心光度）に対して１／２の光度になる両側の角度である。つまり、透過指向性広がり角θは、中心光度を１００としたときに５０の光度となる方向（１／２強度方向）の角度である。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）における透過光（透過散乱光）の指向性を示している。

透光カバー３０の光拡散性（指向性広がり角θ）は、次のようにして調整することができる。

例えば、光拡散材を透光カバー３０内又は光拡散膜内に分散させる場合、光拡散材の濃度を変更することによって透光カバー３０の光拡散性を調整することができる。例えば、光拡散材の濃度を大きくすれば光拡散性を強くすることができ、一方、光拡散材の濃度を小さくすれば光拡散性を弱くすることができる。

さらに、この場合、光拡散材を含有する部材（透光カバー３０、光拡散膜）の母材材料と光拡散材との屈折率差を調整することによっても透光カバー３０の光拡散性を調整することができる。例えば、屈折率差を大きくすれば光拡散性を強くすることができ、屈折率差を小さくすれば光拡散性を弱くすることができる。

一方、透光カバー３０にシボ加工等で凹凸を形成する場合、凹凸の数や形状、表面粗さを変更することによって透光カバー３０の光拡散性を調整することができる。例えば、透光カバー３０の表面粗さを大きくすれば光拡散性を強くすることができ、透光カバー３０の表面粗さを小さくすれば光拡散性を弱くすることができる。

［照明装置の配光特性］
次に、このように構成される照明装置１の配光特性について、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、実施の形態に係る照明装置の面ＯＡＤにおける配光曲線図である。図８Ｂは、実施の形態に係る照明装置の面ＯＢＣにおける配光曲線図である。

図８Ａにおける配光曲線図は、面ＯＡＤにおける照明装置１の下側１８０°の各方向に対する光度の大きさを表しており、照明装置１の鉛直下方の方向（直線ＯＤ方向）を０°（中心軸）とし、点Ｏを通る道路幅方向に対して平行な直線の方向９０°（−９０°）として、時計回り及び反時計回りにそれぞれ１０°間隔に目盛を刻んでいる。

図８Ａに示すように、面ＯＡＤにおける照明装置１の配光角は、中心軸を基準として約１０°〜約６０°となっている。なお、配光角は、光度が最大光度の１／２以上となる角度範囲の大きさとしている。このように、照明装置１は、道路幅方向を含む断面（面ＯＡＤ）では、直線ＯＡ方向に効率的に集光された配光となっている。

また、図８Ｂにおける配光曲線図は、面ＯＢＣにおける照明装置１の下側１８０°の各方向に対する光度の大きさを表しており、照明装置１の光軸方向（直線ＯＡ方向）を中心軸の０°とし、直線ＯＢ方向を９０°とし、直線ＯＣ方向を−９０°として、時計回り及び反時計回りにそれぞれ１０°間隔に目盛を刻んでいる。

本実施の形態における照明装置１では、道路進行方向を含む断面（面ＯＢＣ）における照明装置１の最大光度方向と照明装置１の光軸（中心軸）とのなす角度の絶対値が±６０°〜±８５°の範囲内であり、図８Ｂでは、約±６２°となっている。

具体的には、点Ｏを基準とする点Ｂ側の領域では、面ＯＢＣにおける照明装置１の最大光度方向と照明装置１の光軸（中心軸）とのなす角度が−８５°以上−６０°以下の範囲内であり、図８Ｂでは、約−６２°である。

一方、点Ｏを基準とする点Ｃ側の領域では、面ＯＢＣにおける照明装置１の最大光度方向と照明装置１の光軸（中心軸）とのなす角度が＋６０°以上＋８５°以下の範囲内であり、図８Ｂでは、約＋６２°である。

［効果等］
次に、本実施の形態に係る照明装置１の作用及び効果等について、本発明に至った経緯も含めて説明する。

道路又は歩道等の細長い通路を略均一に照射する照明装置は、省エネルギー省資源の観点から、照明装置の設置間隔をできるだけ長くすることが望まれる。そのため、例えば道路沿いに設置される照明装置の配光は、道路横断方向には狭く、道路進行方向には広いことが望まれる。

具体的には、道路幅方向（道路横断方向）には、効率的に集光された配光が必要である。一方、道路進行方向には、遠くまで光が届く配光が必要であり、図１においては、照明装置おける道路進行方向に最も遠い位置である点Ｂ及び点Ｃの方向に高い光度値が要求される。

近年、照明光源が蛍光ランプやＨＩＤランプ等の従来光源からＬＥＤ光源への移行が進んでいる。ＬＥＤ光源は、サイズが小さく配光制御性が高いことから、図１の点Ｂ及び点Ｃの方向に関して、従来光源よりも遠くまで光を配することができる。

しかしながら、ＬＥＤは高輝度であるので、点Ｂ又は点Ｃの近傍から照明装置を見た場合にグレアになりやすいという課題がある。特に、反射板又はレンズのみでＬＥＤ光源の光の配光制御を行うとグレアになりやすい。この点について、以下詳細に説明する。

照明装置からある方向ｘへの光度Ｉは、以下の式で表すことができる。

Ｉ＝Ｌ×Ｓ

ここで、Ｉは、ある方向ｘへの光度（ｃｄ）であり、Ｌは、方向ｘにレンズ又は反射板で拡大された光源の平均輝度（ｃｄ／ｍ^２）であり、Ｓは、拡大されたＬの方向ｘへの投影面積（ｍ^２）である。

光拡散性の無い透明レンズ又は反射鏡によって反射又は屈折された光源の輝度は、元の光源の輝度の８０〜９０％以上である。このため、ＬＥＤ光源を用いた場合は、数１０万〜数１００万（ｃｄ／ｍ^２）の輝度になり、グレアの原因になる。

一方、グレアを抑制しようとすると、十分な配光制御を行うことができないという課題がある。例えば、反射板又はレンズに加えて拡散カバーを用いると、必要な光度を満足しつつ所望の配光を得ることが難しくなる。

このように、ＬＥＤ光源の光に対して十分な配光の広がりとグレアの抑制とを両立させることが難しい。特に、道路等の通路沿いに設置される照明装置では、道路横断方向には狭く、かつ、道路進行方向には広い配光が要求されることから、グレアを抑制しつつ所望の配光を得ることは非常に難しい。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、本願発明者は、鋭意検討した結果、ＬＥＤ光源を用いた場合であっても、道路等の通路に適した配光を実現できることを見出した。

具体的には、第１に、照明装置１は、道路幅方向を含む断面（面ＯＡＤ）内を進行する光に対して集束作用を有するレンズ２０と、道路進行方向を含む断面（面ＯＢＣ）内を進行する光を直線ＯＢ及び直線ＯＣに向けて集光する集束作用を有する透光カバー３０とを有する。

これらのレンズ２０と透光カバー３０との組み合わせによって、図３Ｂに示すように、照明装置１は、道路幅方向を含む断面（面ＯＡＤ）では直線ＯＡ方向に効率的に集光する作用を有しながらも、図３Ａに示すように、道路進行方向を含む断面（面ＯＢＣ）では直線ＯＢ及び直線ＯＣに向けて集光する作用も有する。

第２に、光拡散性を有する透光カバー３０を用いることによって、道路進行方向を含む断面（面ＯＢＣ）における照明装置１の最大光度方向と照明装置１の光軸とのなす角度を±６０°〜±８５°として、道路進行方向において広い配光を実現している。

つまり、仮に透光カバー３０が光拡散性を有さないとした場合の面ＯＢＣでの照明装置１の最大光度方向の角度は、光拡散性を有する上記透光カバー３０を用いた場合における面ＯＢＣでの照明装置１の最大光度方向の角度よりも大きくなっている。

例えば、本実施の形態では、図８Ｂに示すように、面ＯＢＣでの照明装置１の最大光度方向の角度は約６５°である。この場合、透光カバー３０が光拡散性を有さないとした場合における面ＯＢＣでの照明装置１の最大光度方向の角度は、６５°よりも大きく、図８Ｂの破線で示されるように、一例として約８０°である。そして、本実施の形態では、透光カバー３０に光拡散性を付与することで、面ＯＢＣでの照明装置１の最大光度方向の角度を８０°から６５°に小さくしている。

このとき、上述のとおり、透光カバー３０に付与する光拡散性の強さを弱くしており、透過指向性広がり角θは、２０°〜４５°である。つまり、透光カバー３０の光拡散性は、完全拡散性ではない。これにより、透光カバー３０に光拡散性を付与することによって光度が著しく低下して輝度が低下してしまうことを抑えることができる。

なお、道路に設置される道路灯等への適用を考えた場合、面ＯＢＣにおける照明装置１の最大光度方向は、光拡散性を付与した後の透光カバー３０に、±６０°〜８５°の角度範囲内にあるとよい。言い換えると、透光カバー３０は、照明装置１の最大光度方向が±６０°〜±８５°の範囲を外れない程度の光拡散性を有するとよい。

このように、本実施の形態では、図８Ａに示すように、道路幅方向を含む断面（面ＯＡＤ）では直線ＯＡ方向に効率的に集光された配光を実現しつつ、図８Ｂに示すように、道路進行方向を含む断面（面ＯＢＣ）では道路進行方向に広い配光を実現することができる。

このとき、本実施の形態における照明装置１では、集束作用を有する透光カバー３０に対して弱い拡散性を付与することによって、目標光度を満足しつつも輝度を抑えてグレアを抑制し、かつ、道路進行方向における広い配光を維持している。

以上、本実施の形態に係る照明装置１によれば、ＬＥＤ光源を用いた場合であっても、道路等の通路に適した十分な広がりを有する配光とグレアの抑制とを両立させることができる。

また、本実施の形態において、透光カバー３０は、照明装置１の最外郭である。透光カバー３０を最外郭にすることで、ＬＥＤ光源１０の近傍にレンズや反射鏡を配置した場合でも透光カバー３０によってレンズや反射鏡よりも大きな投影面積を得ることができる。このため、透光カバー３０に光拡散性を付与しない場合に到達できる光度値は、小さなレンズや反射板よりもはるかに大きく、光拡散性を付与して輝度が低下した後でも十分な光度値を得ることができる。したがって、さらに容易に目標光度を満足しつつ、グレアを一層抑制することできる。

（変形例）
次に、変形例に係る照明装置について、図９〜図１２を用いて説明する。図９は、図４に示されるレンズの斜視図である。図１０は、変形例に係る照明装置におけるレンズの外観斜視図である。図１１（ａ）は、変形例に係る照明装置におけるレンズの上面図、図１１（ｂ）は同レンズの側面図、図１１（ｃ）は同レンズの正面図である。図１２は、図１１（ｃ）のＲ−Ｒ’線における同レンズの断面図である。なお、図９〜図１２には、ＬＥＤ光源１０も図示されている。

図９に示すように、図４に示されるレンズ２０では、図９の矢印に示すようなＬＥＤ光源１０からの光を有効に制御することができない。つまり、凸レンズに入射しない光を有効に制御することができない。

そこで、本変形例におけるレンズ２０Ａは、図１０及び図１１に示すように、図９の矢印に示す光を有効に制御するために、図４に示されるレンズ２０に対して、さらに、凸レンズの側面に沿う全反射プリズムを有する。

本変形例におけるレンズ２０Ａによれば、図１２に示すように、全反射プリズム形状によって凸レンズに入射しない光も有効に集光することができる。これにより、道路等の通路に適した配光をさらに容易に実現することができる。

（その他変形例等）
以上、本発明に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態において、照明装置１は、道路灯１００の支柱２に設置したが、電柱灯のその他の構造物に設置してもよい。

また、上記実施の形態において、ＬＥＤ光源１０は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、ＬＥＤ光源１０は、青色ＬＥＤチップと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを用いて白色光を放出するように構成してもよい。また、ＬＥＤ光源１０は、青色光、赤色光及び緑色光を発するＬＥＤチップを用いて白色光を放出するように構成してもよい。

その他、上記実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 照明装置
２ 支柱
１０ ＬＥＤ光源
２０、２１Ａ レンズ
３０ 透光カバー
３１ プリズム
４０ 基台
１００ 道路灯

Claims (9)

1. 通路沿いに設置され、通路面に光を照射する照明装置であって、
   １個又は複数のＬＥＤ光源と、
   前記ＬＥＤ光源と一対一で対応して当該ＬＥＤ光源の光出射側に設けられたレンズと、
   前記レンズを覆うように設けられた透光カバーとを備え、
   前記レンズは、当該レンズに対応する前記ＬＥＤ光源から出射する光のうち少なくとも通路幅方向を含む断面内を進行する光に対して集束作用を有し、
   前記透光カバーは、当該照明装置の設置箇所を点Ｏとし、当該照明装置の光軸と前記通路面との交点を点Ａとし、点Ａを通る通路進行方向に対して平行な直線上における２点であって点Ａが中点となる線分を構成する２点を点Ｂ及び点Ｃとすると、点Ｏ、点Ｂ及び点Ｃを通る面である面ＯＢＣにおいて前記レンズから出射する光を直線ＯＢ及び直線ＯＣに向けて集光する集束作用を有し、かつ、前記レンズから出射する光を拡散させる光拡散性を有し、
   面ＯＢＣにおける当該照明装置の最大光度方向と当該照明装置の光軸とのなす角度の絶対値は、６０°以上８５°以下であり、
   前記透光カバーの前記光拡散性は、透過指向性広がり角が２０°〜４５°である
   照明装置。
2. 前記直線ＯＢ及び直線ＯＣの方向は、当該照明装置の光軸とのなす角度の絶対値が６０°以上８５°以下の範囲内となる方向である
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記透光カバーは、プリズムカットにより形成された複数のプリズムからなるプリズム群を有し、
   前記透光カバーの前記集束作用は、前記プリズム群の光学作用である
   請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記透光カバーは、前記照明装置における通路側の最外郭である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記レンズは、凸レンズであり、
   前記レンズの前記集束作用は、前記凸レンズの光学作用である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記レンズは、さらに、前記凸レンズの側面に沿う全反射プリズムを有する
   請求項５に記載の照明装置。
7. 前記透光カバーの内面又は外面には、前記光拡散性を有する光拡散部が形成されており、
   前記光拡散部は、シボ加工による凹凸、又は、光拡散材を含有する塗膜である
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記透光カバーは、光拡散材を含有する材料によって構成されている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 前記レンズは、当該レンズに対応する前記ＬＥＤ光源から出射する光のうち道路進行方向に進行する光に対しては屈折作用を与えない
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置。

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