JP6647785B2 - レンズ及びこれを含む照明装置 - Google Patents

Description

実施形態は、照明器具用レンズ及びこれを含む照明装置に関する。

道路照明などの室外照明は、夜間に道路利用者が安全に活動できる円滑で且つ快適な環境を提供することができ、車両運転手の不安感を除去し、疲労を減少させることができる。

道路照明は、照明施設が適用される道路によって街路灯、保安灯、歩行灯に区分できるが、このような道路照明の光源としては、ナトリウムランプ、水銀ランプ、またはメタルハライドランプなどを使用することができる。最近は、電気消耗量が少なく、使用寿命が長く、環境汚染の問題がないＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が道路照明の光源として脚光を浴びている。

ＬＥＤを使用する室外照明装置は、ＬＥＤから放出される光を収集するためにレンズを備えているが、多様な環境に適した配光を具現するためのレンズの設計が必要である。

実施形態は、前方に方向性を有する第２のタイプ以上の配光パターンを具現することができ、前方及び後方の光量比が２以上であるレンズ及び照明装置を提供する。

実施形態は、光が入射される入射面を有する入射部と、前記入射部を通過した光を通過させる出射面を有する出射部とを含むレンズに関し、前記入射部の入射面及び前記出射部の出射面は、数式１を満足するように形成される。

前記数式１において、θ１は、基準面を基準にして一側に位置する前記入射部の一領域に入射される光の第１の入射角を示し、θ２は、前記基準面を基準にして他側に位置する前記入射部の残りの他の領域に入射される光の第２の入射角を示し、α１は、前記第１の入射角を有する光が前記出射面から出射される角度を示し、α２は、前記第２の入射角を有する光が前記出射面から出射される角度を示し、前記基準面は前記レンズの中心を通過し、前記レンズは、前記基準面を基準にして左右非対称である形状を有する。

前記第１及び第２の入射角、及び前記第１及び第２の出射角は、光源の最高光度の８０％に該当する光度を有する光の入射角及び出射角であり得る。

前記レンズは、前記基準面の垂直な面を基準にして左右対称であり得る。

前記レンズは、前記基準面を基準にして左右非対称であり得る。

前記レンズは、前記入射部の周囲に位置する下面部；前記出射部の周囲に位置する上面部；及び前記上面部と前記下面部との間に位置する側面部；をさらに含むことができる。

ｃｏｓα１−ｃｏｓθ１は正の値で、ｃｏｓα２−ｃｏｓθ２は負の値であり得る。

ｃｏｓα１−ｃｏｓθ１は負の値で、ｃｏｓα２−ｃｏｓθ２は正の値であり得る。

他の実施形態に係るレンズは、光が入射される入射面；及び前記入射面を通過した光を通過させる出射面；を含み、前記入射面に関する第１の距離と第２の距離との比率が１未満で、前記出射面に関する第１の距離と第２の距離との比率が１超２．２未満であり、前記入射面に関する第１の距離は、第１の基準面を基準にして一側方向に位置する前記入射面の最下端と前記第１の基準面との間の距離で、前記入射面に関する第２の距離は、前記第１の基準面を基準にして他側方向に位置する前記入射面の最下端と前記第１の基準面との間の距離であり、前記出射面に関する第１の距離は、前記第１の基準面を基準にして一側方向に位置する前記出射面の最下端と前記第１の基準面との間の距離で、前記出射面に関する第２の距離は、前記第１の基準面を基準にして他側に位置する前記出射面の最下端と第１の基準面との間の距離であり、前記第１の基準面は、前記入射面の中央を通過する面である。

前記入射面に関する第１の距離は、第２の基準面と出会う入射面の第１の地点と前記第１の基準面との間の距離で、前記入射面に関する第２の距離は、前記第２の基準面と出会う入射面の第２の地点と前記第１の基準面との間の距離であり、前記出射面に関する第１の距離は、前記第２の基準面と出会う出射面の第１の地点と前記第１の基準面との間の距離で、前記出射面に関する第２の距離は、前記第２の基準面と出会う出射面の第２の地点と前記第１の基準面との間の距離であり、前記第２の基準面は、前記入射面の中央を通過し、前記第１の基準面と垂直な面であり得る。

前記レンズは、前記第１の基準面を基準にして左右非対称であり得る。前記レンズは、前記第２の基準面を基準にして左右対称であり得る。

前記出射面は、前記第１の基準面上に位置する凹状の溝を有することができる。

前記入射面の曲率と前記出射面の曲率は互いに異なり得る。

前記レンズは、前記出射面の周囲に位置し、前記出射面の下端と接する上面；前記入射面の周囲に位置し、前記入射面の下端と接する下面；及び前記上面と前記下面との間に位置する側面；をさらに含むことができる。

前記レンズは、透光性の樹脂材質またはガラス材質で形成することができる。

前記第１の基準面は、前記入射面の下端の中央を通過する面であり得る。

前記入射面の屈折角と前記出射面の屈折角は互いに異なり得る。

実施形態に係る照明装置は、胴体（ｂｏｄｙ）；前記胴体上に配置され、光を発生させる光源部；及び前記胴体上に配置されるレンズ；を含む。

前記照明装置は、前記光源部及び前記レンズを支持する胴体；及び前記胴体の上面と前記レンズとの間に配置される防水部材；をさらに含むことができる。前記防水部材は、前記胴体の上面に形成される挿入溝内に配置することができる。

実施形態は、前方に方向性を有する第２のタイプ以上の配光パターンを具現することができ、前方及び後方の光量比が２以上であり得る。

実施形態に係る照明装置の斜視図である。 図１に示した照明装置の平面図である。 図１に示した照明装置の断面図である。 図１に示したレンズの断面図である。 実施形態に係るレンズの屈折角度を示す図である。 図１に示した照明装置の配光パターンの第１の実施形態を示す図である。 図１に示した照明装置の配光パターンの第２の実施形態を示す図である。 図１に示した照明装置の配光パターンの第３の実施形態を示す図である。 図１に示した照明装置の配光パターンの第４の実施形態を示す図である。 距離による道路用照明装置の配光パターンを示す図である。 他の実施形態に係る照明装置の斜視図である。 図９に示した照明装置の平面図である。 図９に示した照明装置の正面図である。 図９に示した照明装置の側面図である。 異なる形状及びサイズを有する各レンズによる光量比を示す図である。 更に他の実施形態に係る照明装置の斜視図である。 図１４に示した照明装置の平面図である。 図１５に示したレンズのＣＤ方向の断面図である。

以下、各実施形態は、添付の図面及び各実施形態に対する説明を通じて明白に示されるだろう。実施形態の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造物が基板、各層（膜）、領域、パッドまたはパターンの「上」にまたは「下」に形成されると記載する場合において、「上」と「下」は、「直接」または「他の層を介在して」形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対しては、図面を基準にして説明する。

図面において、サイズは、説明の便宜及び明確性のために誇張または省略したり、または概略的に図示した。また、各構成要素のサイズは、実際のサイズを全的に反映するものではない。また、同一の参照番号は、図面の説明を通じて同一の要素を示す。以下では、添付の図面を参照して実施形態に係る照明装置を説明する。

図１は、実施形態に係る照明装置１００の斜視図で、図２は、図１に示した照明装置１００の平面図で、図３は、図１に示した照明装置１００の断面図である。

図１〜図３を参照すると、照明装置１００は、胴体１１０、光源部１２０、及びレンズ１３０を含む。

胴体１１０は、光源１２０及びレンズ１３０を支持する。例えば、胴体１１０は、パッケージボディーであり得るが、これに限定されることはない。

胴体１１０は、シリコン基盤のウエハレベルパッケージ、シリコン基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ、ＡｌＮ）などのように絶縁性または熱伝導度の良い基板で形成したり、反射度の高いポリフタルアミド（ＰＰＡ：Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）などの樹脂材質で形成することができる。また、胴体１１０は、複数の基板が積層される構造であり得る。

光源部１２０は、胴体１１０上に配置され、光を発生させる。

例えば、光源部１２０は、基板及び発光素子を含むことができ、例えば、発光素子は、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であり、発光素子の数は１個以上であり得るが、これに限定されることはない。

レンズ１３０は、胴体１１０上に配置され、光源部１２０から発生する光を屈折させる。レンズ１３０は、透光性の樹脂材質またはガラス材質で形成することができる。

図４は、図１に示したレンズ１３０の断面図である。

図４を参照すると、レンズ１３０は、光が入射する入射部１３２と、入射部１３２を通過した光が通過する出射部１３６とを含むことができる。

また、レンズ１３０は、入射部１３２と接し、入射部１３２の周囲に位置する下面部１３３と、出射部１３６と接し、出射部１３６の周囲に位置する上面部１３５と、上面部１３５と下面部１３３との間に位置する側面部１３４とをさらに含むことができる。側面部１３４は、互いに異なる方向に向かう各側面を含むことができる。

光源部１２０と入射部１３２の入射面との間には空間を設けることができ、空間は空気で充填されたり、または真空状態であり得るが、これに限定されることはなく、光源部１２０と入射部１３２の入射面との間の空間には一定の屈折率を有する物質を充填することができる。

入射部１３２は、光源部１２０と向かい合うことができ、光が入射される凸状の曲面である入射面を有することができる。

出射部１３６は、入射部１３２上に位置することができ、入射部１３２を通過した光を通過させる凸状の曲面である出射面を有することができる。

出射部１３６は、凸状のドーム状であり、出射部１３６の出射面と入射部１３２の入射面は互いに異なる曲率を有することができる。

光源部１２０は、レンズ１３０の中心に位置し得るが、実施形態がこれに限定されることはない。例えば、光源部１２０の発光面の中心は、レンズ１３０の中心に整列することができる。

光は、入射部１３２及び出射部１３６のそれぞれを通過するとき、それぞれの曲率によって屈折され得る。

レンズ１３０の下面部１３３は、胴体１１０の上部面と向かい合う面であり得る。例えば、レンズ１３０の下面部１３３は胴体１１０の上部面と接触し得るが、これに限定されることはない。

光源部１２０から発生する光は、入射部１３２で１次的に屈折され、出射部１３６で２次的に屈折され得る。また、入射部１３２と出射部１３６のそれぞれで屈折される角度によってレンズ１３０の配光パターンを決定することができる。

入射部１３２の屈折角度は、入射面の曲率によって決定することができ、出射部１３６の屈折角度は、出射面の曲率によって決定することができる。

図５は、実施形態に係るレンズ１３０の屈折角度を示す図である。

図５を参照すると、光源部１２０から発生する光は、入射部１３２を通過することができ、入射部１３２を通過した光は１次的に屈折され得る。そして、１次的に屈折された光は、出射部１３６を通過することができ、出射部１３６を通過した光は２次的に屈折され得る。

光源部１２０から発生する光が入射部１３２に入射する角度（例えば、θ１、θ２）（以下、「入射角」という）、及び光が出射部１３６から出射する角度（例えば、α１、α２）（以下、「出射角」という）によってレンズ１３０の入射部１３２及び出射部１３６のそれぞれの形状を決定することができる。

ここで、入射部１３２の入射角（例えば、θ１、θ２）及び出射部１３６の出射角（例えば、α１、α２）は、基準面５０１を基準にして傾いた角度を意味し得る。

例えば、基準面５０１は、レンズ１３０の下面部１３３と垂直であり、レンズ１３０を左右対称にする左右対称面５０２と垂直な面であり得る。基準面５０１を基準にして、レンズ１３０は左右非対称であり得る。また、基準面５０１は、レンズ１３０の配光パターンで前方と後方を区分する面であり、例えば、室外照明の配光パターンで前方（ｓｔｒｅｅｔ ｓｉｄｅ）と後方（ｈｏｕｓｅ ｓｉｄｅ）を区分する面であり得る。

例えば、基準面５０１は、レンズ１３０の中心を通過し、レンズ１３０のいずれか一側面１３４―１と平行な面であり得る。

例えば、基準面５０１は、光源部１２０の発光面の中心を通過し、レンズ１３０のいずれか一側面１３４―１と平行な面であり得る。

例えば、基準面５０１は、レンズ１３０の入射部１３２の下端の中心を通過し、レンズの下面１３３と垂直であり得る。

入射部１３２は、基準面５０１の一側に位置する第１の入射部１３２―１と、基準面５０１の他側に位置する第２の入射部１３２―２とを含むことができる。出射部１３６は、基準面５０１の一側に位置する第１の出射部１３６―１と、基準面５０１の他側に位置する第２の出射部１３６―２とを含むことができる。

例えば、第１の入射部１３２―１及び第１の出射部１３６―１は基準面５０１の前方に位置し、第２の入射部１３２―２及び第２の出射部１３６―２は基準面５０１の後方に位置し得る。

ｃｏｓα１−ｃｏｓθ１をｃｏｓα２−ｃｏｓθ２で割った値が０より小さくなるように入射部１３２の入射面及び出射部１３６の出射面を形成することができる。

第１の入射角（例えば、θ１）は、基準面５０１を基準にして一側に位置する入射部１３２の一領域に入射される光の角度で、第２の入射角（例えば、θ２）は、基準面５０１を基準にして他側に位置する入射部１３２の残りの他の領域に入射される光の角度であり、第１の出射角（例えば、α１）は、第１の入射角（例えば、θ１）を有する光が出射部１３６から出射される角度で、第２の出射角（例えば、α２）は、第２の入射角（例えば、θ２）を有する光が出射部１３６から出射される角度であり得る。

すなわち、入射部１３２の入射面及び出射部１３６の出射面は、数式１を満足するように形成することができる。

θ１及びα１は、第１の入射部１３２―１及び第１の出射部１３６―１を通過する光の入射角と出射角で、θ２及びα２は、第２の入射部１３２―２及び第２の出射部１３６―２を通過する光の入射角と出射角であり得る。

また、第１及び第２の入射角（例えば、θ１、θ２）と第１及び第２の出射角（例えば、α１、α２）は、光源部１２０から発生する光の最高光度（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の８０％に該当する光度を有する光の入射角及び出射角であり得る。

これは、光の最高光度の８０％に該当する光度を有する光が、光の方向性または品質を決定できる光量を有するためである。

第１の出射角（例えば、α１）のコサイン値（ｃｏｓα１）から第１の入射角（例えば、θ１）のコサイン値（ｃｏｓθ１）を引いた値（例えば、ｃｏｓα１−ｃｏｓθ１）と、第２の出射角（例えば、α２）のコサイン値（ｃｏｓα２）から第２の入射角（例えば、θ２）のコサイン値（ｃｏｓθ２）を引いた値（例えば、ｃｏｓα２−ｃｏｓθ２）は、互いに異なる符号の値を有することができる。

例えば、第１の出射角（例えば、α１）のコサイン値（ｃｏｓα１）から第１の入射角（例えば、θ１）のコサイン値（ｃｏｓθ１）を引いた値（例えば、ｃｏｓα１−ｃｏｓθ１）が正の値で、第２の出射角（例えば、α２）のコサイン値（ｃｏｓα２）から第２の入射角（例えば、θ２）のコサイン値（ｃｏｓθ２）を引いた値（例えば、ｃｏｓα２−ｃｏｓθ２）は負の値であり得る。

その一方、第１の出射角（例えば、α１）のコサイン値（ｃｏｓα１）から第１の入射角（例えば、θ１）のコサイン値（ｃｏｓθ１）を引いた値（例えば、ｃｏｓα１−ｃｏｓθ１）は負の値で、第２の出射角（例えば、α２）のコサイン値（ｃｏｓα２）から第２の入射角（例えば、θ２）のコサイン値（ｃｏｓθ２）を引いた値（例えば、ｃｏｓα２−ｃｏｓθ２）は正の値であり得る。

基準面５０１または基準面と平行な面５０１―１を基準にして一側（例えば、右側）に傾いた角度は負（−）の値を有することができ、他側（例えば、左側）に傾いた角度は正（＋）の値を有することができる。θ１、θ２、α１、α２のそれぞれは、−９０゜〜９０゜であり得る。

第１の入射角（θ１）は負（−）の値を有することができ、第２の入射角（θ２）は正（＋）の値を有することができる（θ１＜０、θ２＞０）。

例えば、θ１＜０、θ２＞０である場合、第２の出射角（例えば、α２）は、第２の入射角（θ２）より小さく（α２＜θ２）、第１の出射角（例えば、α１）は、第１の入射角（θ１）より小さくなり得る（α１＜θ１）。

また、例えば、θ１＜０、θ２＞０である場合、第２の出射角（α２）は０より小さく、第１の出射角（α１）は第２の出射角（α２）より大きく（α２＜０、α１＞α２）、第２の出射角（α２）は第２の入射角（θ２）より小さく（α２＜θ２）、第１の出射角（α１）は第１の入射角（θ１）より小さくなり得る（α１＜θ１）。

第１の入射角（θ１）は正（＋）の値を有することができ、第２の入射角（θ２）は負（−）の値を有することができる（θ１＞０、θ２＜０）。

例えば、θ１＞０、θ２＜０である場合、第２の出射角（例えば、α２）は第２の入射角（θ２）より大きく（α２＞θ２）、第１の出射角（例えば、α１）は第１の入射角（θ１）より大きくなり得る（α１＞θ１）。

また、例えば、θ１＞０、θ２＜０である場合、第２の出射角（α２）は０より大きく、第１の出射角（α１）は第２の出射角（α２）より小さく（α２＞０、α１＞α２）、第２の出射角（α２）は第２の入射角（θ２）より大きく（α２＞θ２）、第１の出射角（α１）は第１の入射角（θ１）より大きくなり得る（α１＞θ１）。

光源部１２０のサイズは、入射部１３２のサイズより小さいか同じであり得る。例えば、光源部１２０の直径（Ｓ２）は、入射部１３２の下端の直径（Ｓ１）と同じかそれより小さくなり得る。

例えば、光源部１２０の発光面積の最大直径（Ｓ２）は、入射部１３２の下端の最小直径（Ｓ１）と同じかそれより小さくなり得る。

光源部１２０の発光面積の直径によって配光パターンが変わり得るが、第１及び第２の入射角（θ１、θ２）と第１及び第２の出射角（α１、α２）との関係は、上述した通りであり得る。

図８は、距離による道路用照明装置７１０の配光パターンを示す図である。

図８を参照すると、道路用照明装置７１０の配光パターンは、第１の基準線７０１を基準にして前方及び後方に区分することができる。第１の基準線７０１は、道路用照明装置７１０が位置し、ｘ軸と平行な線であり得る。例えば、第１の基準線７０１は、図５に示した基準面５０１上の線であり得る。

照明装置７１０の垂直距離（Ｌ１）の倍数でｘ軸及びｙ軸座標を表示することができる。例えば、１．０ＭＨ ＴＲＬは、第１の基準線７０１からの離隔距離が垂直距離（Ｌ１）の１倍である距離を意味し得る。また、１．０ＭＨ ＴＲＬは、第２の基準線７０２からの離隔距離が垂直距離（Ｌ１）の１倍である距離を意味し得る。

点線領域７０５は、照明装置７１０から照射される光の最大光度の２分１以上の光度を有する配光領域を示す。

照明装置７１０の配光パターンは、配光領域７０５の位置によって第１のタイプ〜第４のタイプに区分することができる。

図６ａは、図１に示した照明装置１００の配光パターンの第１の実施形態を示し、図６ｂは、図１に示した照明装置１００の配光パターンの第２の実施形態を示す。

図６ａの光源部１２０の直径は、図６ｂの光源部１２０の直径より大きくなり得る。

例えば、図６ａの光源部１２０の直径は１４ｍｍで、図６ｂの光源部１２０の直径は１ｍｍであり得る。

図６ａ及び図６ｂを参照すると、基準面５０１を基準にして前方及び後方への各配光パターン６０１、６０２を参照すると、照明装置１００が第２のタイプの配光パターンを有することが分かる。

図７ａは、図１に示した照明装置１００の配光パターンの第３の実施形態を示し、図７ｂは、図１に示した照明装置１００の配光パターンの第４の実施形態を示す。

図７ａの光源部１２０の直径は、図７ｂの光源部１２０の直径より大きくなり得る。

例えば、図７ａの光源部１２０の直径は１４ｍｍで、図７ｂの光源部１２０の直径は１ｍｍであり得る。

図７ａ及び図７ｂを参照すると、基準面５０１を基準にして前方及び後方への各配光パターン７０１、７０２を参照すると、照明装置１００が第３のタイプの配光パターンを有することが分かる。

実施形態は、第１の入射角、第２の入射角、第１の出射角、及び第２の出射角の間の関係を数式１のように定めることによって、後方よりは前方により多くの比率の光が出る配光パターンを具現することができる。

すなわち、実施形態は、図８で前方に方向性を有する第２のタイプ以上の配光パターンを具現することができる。

図９は、他の実施形態に係る照明装置２００の斜視図で、図１０は、図９に示した照明装置２００の平面図で、図１１は、図９に示した照明装置２００の正面図で、図１２は、図９に示した照明装置２００の側面図である。

図９〜図１２を参照すると、照明装置２００は、光を発生させる光源部３１０と、光を屈折させるレンズ３２０とを含む。

光源部３１０は光を発生させる。光源部３１０は、基板３１２、及び少なくとも一つの発光素子３１４を含むことができる。

基板３１２は印刷回路基板であり得るが、これに限定されることはない。基板３１２には、第１の電源が供給される第１の電極部３１６ａと、第２の電源が供給される第２の電極部３１６ｂとを形成することができる。

少なくとも一つの発光素子３１４はＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であり得るが、これに限定されることはない。発光素子３１４の数は１個以上であり得る。少なくとも一つの発光素子３１４は、第１の電極部３１６ａ及び第２の電極部３１６ｂと電気的に連結することができる。

レンズ３２０は、光源部３１０上に配置され、光源部３１０から発生する光を屈折させる。レンズ３２０は、透光性の樹脂材質またはガラス材質で形成することができる。

レンズ３２０は、光が入射する入射面３２２と、入射面３２２を通過した光を通過させて外部に出射する出射面３２４とを含むことができる。

光源部３１０と入射面３２２との間には空間を設けることができ、空間は空気で充填されたり、または真空状態であり得るが、これに限定されることはない。他の実施形態では、光源部３１０と入射面３２２との間の空間には、一定の屈折率を有する物質を充填することができる。

入射面３２２は、光源部３１０と向かい合うことができ、光が入射される凸状の曲面であり得る。

出射面３２４は入射面３２２上に位置することができ、入射面３２２を通過した光を通過させる凸状の曲面であり得る。

出射面３２４は凸状のドーム状であり、出射面３２４と入射面３２２は互いに異なる曲率を有することができる。入射面３２２の屈折角と出射面３２４の屈折角は互いに異なり得る。

ここで、入射面３２２の屈折角は、入射面３２２に入射した光が入射面３２２を通過した後で屈折される角度を意味し得る。また、出射面３２４の屈折角は、出射面３２４に入射した光が出射面３２４を通過した後で屈折される角度を意味し得る。

出射面３２４には、形状を変化させる凹状の溝３２６を形成することができ、凹状の溝３２６によって出射面３２４の光屈折パターンが変化し得る。

均一な配光のために、凹状の溝３２６は第１の基準面６１０上に位置し得る。例えば、凹状の溝３２６は、入射面３２２の下端の中央または光源部３１０の中央に整列することができる。

光源部３１０は、レンズ３２０の中央、例えば、レンズ３２０の入射面３２２の下端の中央に位置し得るが、実施形態がこれに限定されることはない。例えば、均一な配光のために、光源部３１０の発光面、例えば、少なくとも一つの発光素子３１４の発光面の中央はレンズ３２０の中央に整列することができる。

光源部３１０から発生する光は、入射面３２２及び出射面３２４のそれぞれを通過するとき、それぞれの曲率によって屈折され得る。入射面３２２の屈折角度は入射面３２２の曲率によって決定することができ、出射面３２４の屈折角度は出射面３２４の曲率によって決定することができる。

例えば、光源部３１０から照射される光は、入射面３２２で１次的に屈折され、出射面３２４で２次的に屈折され得る。また、入射面３２２と出射面３２４のそれぞれで屈折される角度によってレンズ３２０の配光パターンを決定することができる。

レンズ３２０は、入射面３２２の周囲に位置し、入射面３２２の最下端と接し、入射面３２２と出射面３２４との間に位置する下面３２８をさらに含むことができる。レンズ３２０の下面３２８は平らな面であり得るが、これに限定されることはない。

レンズ３２０は、第１の基準面６１０を基準にして左右非対称であり得る。また、レンズ３２０は、第２の基準面６２０を基準にして左右対称であり得る。

第１の基準面６１０は、光源部３１０が置かれた面に垂直であり、光源部３１０の中央４０１を通過することができる。例えば、第１の基準面６１０は、レンズ３２０の入射面３２２及び出射面３２４の凸方向を第１の方向（例えば、Ｚ軸方向）と定義するとき、第１の方向（例えば、Ｚ軸方向）と垂直な面（例えば、ＸＹ平面）と直交することができる。

例えば、第１の基準面６１０は、レンズ３２０の下面３２８と垂直であり、入射面３２２の中央４０１を通過する面であり得る。例えば、第１の基準面６１０は、レンズ３２０の下面３２８と垂直であり、入射面３２２の下端の中央を通過する面であり得る。

道路用照明装置の配光パターンは、第１の基準面６１０を基準にして前方及び後方に区分することができる。例えば、図１０において、第１の基準面６１０の上側方向は前方（２０１）で、第１の基準面６１０の下側方向は後方（２０２）であり得る。

第２の基準面６２０は、光源部３１０の中央４０１を通過し、第１の基準面６１０と垂直であり得る。例えば、第２の基準面６２０は、入射面３２２の中央４０１を通過し、第１の基準面６１０と垂直な面であり得る。例えば、第２の基準面６２０は、入射面３２２の下端の中央４０１を通過し、第１の基準面６１０と垂直な面であり得る。

光源部３１０のサイズは、入射面３２２のサイズより小さいか同じであり得る。

例えば、光源部３１０の発光面積の最大直径は、入射面３２２の下端の最小直径と同じであるかそれより小さくなり得る。

入射面３２２に関する第１の距離（ＲＦ１）と第２の距離（ＲＢ１）との比率（ＲＦ１／ＲＢ１）は１未満であり得る。

入射面３２２に関する第１の距離（ＲＦ１）は、第１の基準面６１０を基準にして一側方向または前方（２０１）に位置する入射面３２２の一端と第１の基準面６１０との間の距離（例えば、最大距離）であり得る。

入射面３２２に関する第２の距離（ＲＢ１）は、第１の基準面６１０を基準にして他側方向または後方（２０２）に位置する入射面３２２の他の一端と第１の基準面６１０との間の距離（例えば、最大距離）であり得る。

ここで、入射面３２２の一端は、入射面３２２の最下端３２２―２の一端で、入射面３２２の他の一端は、入射面３２２の最下端３２２―２の他の一端であり得る。入射面３２２の最下端３２２―２は、入射面３２２と下面３２８との境界部分であり得る。

例えば、入射面３２２に関する第１の距離（ＲＦ１）は、第１の基準面６１０を基準にして一側または前方（２０１）に位置する入射面３２２の下端の第１の地点（Ｐ１）と第１の基準面６１０との間の距離であり得る。第１の地点（Ｐ１）は、第１の基準面６１０の一側または前方（２０１）に位置し、第２の基準面６２０と出会う入射面３２２の最下端３２２―２の一地点であり得る。

例えば、入射面３２２に関する第２の距離（ＲＢ１）は、第１の基準面６１０を基準にして他側または後方（２０２）に位置する入射面３２２の下端の第２の地点（Ｐ２）と第１の基準面６１０との間の距離であり得る。第２の地点（Ｐ２）は、第１の基準面６１０の他側または後方（２０２）に位置し、第２の基準面６２０と出会う入射面３２２の最下端３２２―２の他の一地点であり得る。

出射面３２４に関する第１の距離（ＲＦ２）と第２の距離（ＲＢ２）との比率（ＲＦ２／ＲＢ２）は、１超２．２未満であり得る。

出射面３２４に関する第１の距離（ＲＦ２）は、第１の基準面６１０を基準にして一側方向または前方（２０１）に位置する出射面３２４の一端３０１と第１の基準面６１０との間の距離であり得る。

出射面３２４に関する第２の距離（ＲＢ２）は、第１の基準面６１０を基準にして他側または後方（２０２）に位置する出射面３２４の他の一端３０２と第１の基準面６１０との間の距離であり得る。

ここで、出射面３２４の一端３０１は、出射面３２４の最下端の一端で、出射面３２４の他の一端３０２は、出射面３２４の最下端の他の一端であり得る。例えば、出射面３２４の最下端は、出射面３２４と下面３２８との境界部分であり得る。

例えば、出射面３２４に関する第１の距離（ＲＦ２）は、第１の基準面６１０を基準にして一側または前方（２０１）に位置する出射面３２４の一端３０１の第１の地点（Ｐ３）と第１の基準面６１０との間の距離（ＲＦ２）であり得る。

ここで、第１の地点（Ｐ３）は、第１の基準面６１０の一側または前方（２０１）に位置し、第２の基準面６２０と出会う出射面３２４の一端３０１の一地点であり得る。

例えば、出射面３２４に関する第２の距離（ＲＢ２）は、第１の基準面６１０を基準にして他側または後方（２０２）に位置する出射面３２４の他の一端３０２の第２の地点（Ｐ４）と第１の基準面６１０との間の距離であり、第２の地点（Ｐ４）は、第１の基準面６１０の他側または後方（２０２）に位置し、第２の基準面６２０と出会う出射面３２４の他の一端３０２の一地点であり得る。

図１３は、異なる形状及びサイズを有する各レンズによる光量比を示す。

第１〜第７の場合（ケース１〜ケース７）による各レンズの形状及びサイズは互いに異なり得る。例えば、第１〜第７の場合（ケース１〜ケース７）のそれぞれの出射面及び入射面のうち少なくとも一つの曲率が互いに異なり得る。

Ｓ／Ｈにおいて、Ｓは、前方への光量を示し、Ｈは、後方への光量を示す。

図１３を参照すると、レンズ３２０の入射面３２２に関する第１の距離（ＲＦ１）と第２の距離（ＲＢ１）との比率（ＲＦ１／ＲＢ１）、及びレンズ３２０の出射面３２４に関する第１の距離（ＲＦ２）と第２の距離（ＲＢ２）との比率（ＲＦ２／ＲＢ２）を互いに異ならせたとき、照明装置の前方及び後方の光量比が異なることを示す。

レンズ３２０の形状が多様であるとしても、レンズ３２０の入射面３２２に関する第１の距離（ＲＦ１）と第２の距離（ＲＢ１）との比率（ＲＦ１／ＲＢ１）が１未満で、レンズ３２０の出射面３２４に関する第１の距離（ＲＦ２）と第２の距離（ＲＢ２）との比率（ＲＦ２／ＲＢ２）が１超２．２未満であるとき、前方及び後方の光量比（Ｓ／Ｈ）が２以上であることが分かる。

レンズ３２０の入射面３２２に関する第１の距離（ＲＦ１）と第２の距離（ＲＢ１）との比率（ＲＦ１／ＲＢ１）、及びレンズ３２０の出射面３２４に関する第１の距離（ＲＦ２）と第２の距離（ＲＢ２）との比率（ＲＦ２／ＲＢ２）を一定範囲内に調整することによって、実施形態に係る照明装置２００は、前方及び後方の光量比（Ｓ／Ｈ）を２以上にすることができる。

図１４は、更に他の実施形態に係る照明装置３００の斜視図で、図１５は、図１４に示した照明装置３００の平面図である。

図１４及び図１５を参照すると、照明装置３００は、胴体４１０、光源部４２０、防水部材４３０、レンズ４４０、及び少なくとも一つの結合部材（例えば、４７１〜４７４）を含む。

胴体４１０は、光源部４２０、及びレンズ４４０を支持する。

例えば、胴体４１０は、シリコン基盤のウエハレベルパッケージ、シリコン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ、ＡｌＮ）などのように絶縁性または熱伝導度の良い材質で形成したり、反射度の高いポリフタルアミド（ＰＰＡ：Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）などの樹脂材質で形成できるが、これに限定されることはない。また、胴体４１０は、複数の基板が積層される構造であり得る。

胴体４１０は、上面に少なくとも一つの結合溝（図示せず）を有することができる。

例えば、結合溝の数は複数であり、複数の結合溝（図示せず）のそれぞれは、胴体４１０の上面の各コーナーのうち対応するいずれか一つに隣接するように形成することができる。また、胴体４１０は、上面に防水部材４３０が挿入され得る挿入溝（図示せず）を有することができる。挿入溝は、光源部４２０の周囲を取り囲むように胴体４１０の上面に円状、楕円状などの閉ループ形状に形成することができる。

光源部４２０は、胴体４１０上に配置され、光を発生させる。

光源部４２０は、基板４２４、発光素子４２２、少なくとも一つの結合部材４２６ａ、４２６ｂ、第１の電極４２９ａ、及び第２の電極４２９ｂを含むことができる。例えば、基板４２４は印刷回路基板であり得るが、これに限定されることはない。

第１の電極４２９ａ及び第２の電極４２９ｂは、基板４２４上に配置され、電気的に互いに分離される。第１の電極４２９ａには第１の電源（例えば、正の電源）を提供することができ、第２の電極４２９ｂには第２の電源（例えば、負の電源）を提供することができる。基板４２４には、第１の電極４２９ａ及び第２の電極４２９ｂと電気的に連結される回路パターンを形成することができる。

例えば、発光素子４２２はＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であり、発光素子４２２の数は１個以上であり得る。発光素子４２２は、第１の電極４２９ａ及び第２の電極４２９ｂと電気的に連結することができる。

少なくとも一つの結合部材４２６ａ、４２６ｂは、基板４２４を胴体４１０の上面と結合する。例えば、少なくとも一つの結合部材４２６ａ、４２６ｂはねじ形態であり得るが、これに限定されることはない。

防水部材４３０は、胴体４１０の上面に形成される挿入溝内に挿入することができ、リング状であり得るが、これに限定されることはない。

防水部材４３０は、胴体４１０の上面とレンズ４４０との間に配置することができ、レンズ４４０と胴体４１０との間の密着程度を向上させ、水分浸透を防止することができる。また、防水部材４３０は、レンズ４４０と胴体４１０との間の圧力または摩擦による衝撃を吸収することができる。

防水部材４３０は、ゴムなどの材質からなり得るが、これに限定されることはない。

レンズ４４０は、胴体４１０上に配置され、光源部４２０から発生する光を屈折させる。レンズ４４０は、透光性の樹脂材質またはガラス材質で形成することができる。

図１６は、図１５に示したレンズ４４０のＣＤ方向の断面図である。

図１６を参照すると、レンズ４４０は、中央領域に位置し、光を屈折させる第１の領域（Ｓ１’）と、第１の領域（Ｓ１’）の縁部と接し、第１の領域（Ｓ１’）の周囲に位置する平らな第２の領域（Ｓ２’）とに区分することができる。

レンズ４４０は、第１の領域（Ｓ１’）に位置し、光が入射する入射面４４２と、入射面４４２を通過した光が外部に出射される出射面４４６とを含むことができる。

また、レンズ４４０は、第２の領域（Ｓ２’）に位置する下面４４３、上面４４５、及び側面４４４を含むことができる。

レンズ４４０の下面４４３は、胴体４１０の上面と向かい合う面で、入射面４４２の周囲に位置し得る。

レンズ４４０の下面４４３の一端は入射面４４２と接することができる。例えば、レンズ４４０の下面の内部面は入射面４４２と接することができる。

レンズ４４０の下面４４３の他の一端はレンズ４４０の側面４４４と接することができる。例えば、レンズ４４０の下面４４３の外周面は、レンズ４４０の側面４４４と接することができる。

レンズ４４０の下面４４３は平らであり得るが、これに限定されることはない。

レンズ４４０の上面４４５は、出射面４４６の周囲に位置することができ、出射面４４６の下端と接することができる。レンズ４４０の上面４４５は平らであり得るが、これに限定されることはない。

レンズ４４０の側面４４４は、レンズ４４０の上面４４５と下面４４３との間に位置することができる。例えば、レンズ４４０の側面４４４は、レンズ４４０の上面４４５及び下面４４３のうち少なくとも一つと垂直であるか、一定の角度だけ傾斜し得る。レンズ４４０の側面４４４は、互いに異なる方向に向かう各面を含むことができる。

レンズ４４０の入射面４４２は、光源部４２０と向かい合うことができ、光が入射される凸状の曲面であり得る。

光源部４２０とレンズ４４０の入射面４４２との間には空間を設けることができ、この空間は、空気で充填されたり、または真空状態であり得る。

レンズ４４０の出射面４４６は、レンズ４４０の入射面４４２上に位置することができ、レンズ４４０の入射面４４２を通過した光を屈折させて外部に出射する凸状の曲面であり得る。

レンズ４４０の出射面４４６は、ドーム状の凸状曲面であり、レンズ４４０の出射面４４６とレンズ４４０の入射面４４２は互いに異なる曲率を有することができる。

例えば、レンズ４４０は、図５を参照して説明した実施形態に係るレンズ１３０に具現することができ、レンズ４４０の形状は、図５を参照して説明したように、レンズ４４０の入射面４４２に入射される光の入射角及びレンズ４４０の出射面４４６から出射される光の出射角によって決定することができる。

また、他の実施形態において、レンズ４４０は、図１０を参照して説明した実施形態に係るレンズ３２０に具現することができ、レンズ４４０の形状は、図１０を参照して説明したように、レンズ４４０の入射面４４２に関する第１の距離と第２の距離との比率、及びレンズ４４０の出射面４４６に関する第１の距離と第２の距離との比率によって決定することができる。

光源部４２０は、レンズ４４０の中央に位置し得るが、実施形態がこれに限定されることはない。例えば、光源部４２０の発光面の中央はレンズ４４０の中央に整列することができる。

光源部４２０から出射される光は、レンズ４４０の入射面４４２及び出射面４４６のそれぞれを通過するとき、それぞれの曲率によって屈折され得る。

例えば、レンズ４４０は、第１の基準面６１０―１を基準にして左右非対称であり、第２の基準面６２０―１を基準にして左右対称であり得る。

第１の基準面６１０―１は、レンズ４４０の下面４４３と垂直であり、光源部４２０の中央４０１を通過することができ、レンズ４４０の側面４４４のいずれか一つの面４４４―１（図１６参照）と平行であり得る。

例えば、第１の基準面６１０―１は、光源部４２０の発光面の中央を通過し、レンズ４４０の側面４４４のいずれか一つの面４４４―１（図１６参照）と平行な面であり得る。

第２の基準面６２０―１は、光源部４２０の中央４０１を通過し、第１の基準面６１０―１と垂直であり得る。

光源部４２０のサイズは、レンズ４４０の入射面４４２のサイズより小さいか同じであり得る。例えば、光源部４２０の直径は、入射面４４２の下端の直径と同じかそれより小さくなり得る。

例えば、光源部４２０の発光面積の最大直径は、レンズ４４０の入射面４４２の下端の最小直径と同じであるかそれより小さくなり得るが、これに限定されることはない。

レンズ４４０は、胴体の上面に形成される少なくとも一つの結合溝に対応または整列される少なくとも一つの貫通ホール（図示せず）を備えることができる。

少なくとも一つの結合部材（例えば、４７１〜４７４）は、少なくとも一つの貫通ホールを通過し、少なくとも一つの結合溝と結合することができる。

少なくとも一つの結合部材（例えば、４７１〜４７４）は、ボルトまたはねじであり得るが、これに限定されることはない。すなわち、レンズ４４０は、胴体４１０から着脱可能である。

入射面４４２に関する第１の距離（ＲＦ１'）と第２の距離（ＲＢ１'）との比率（ＲＦ１'／ＲＢ１'）は１未満であり得る。

入射面４４２に関する第１の距離（ＲＦ１'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして一側方向または前方に位置する入射面４４２の下端と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。

入射面４４２に関する第２の距離（ＲＢ１'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして他側方向または後方に位置する入射面４４２の下端と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。

ここで、入射面４４２の下端は、入射面４４２の最下端４４２―２であり得る。または、入射面４４２の下端は、入射面４４２と下面４４３との境界部分であり得る。

例えば、入射面４４２に関する第１の距離（ＲＦ１'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして一側または前方に位置する入射面４４２の下端の第１の地点（Ｑ１）と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。第１の地点（Ｑ１）は、第１の基準面６１０―１の一側または前方に位置し、第２の基準面６２０―１と出会う入射面４４２の最下端４４２―２の一地点であり得る。

例えば、入射面４４２に関する第２の距離（ＲＢ１'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして他側または後方に位置する入射面４４２の下端の第２の地点（Ｑ２）と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。第２の地点（Ｑ２）は、第１の基準面６１０―１の他側または後方に位置し、第２の基準面６２０―１と出会う入射面４４２の最下端４４２―２の他の一地点であり得る。

出射面４４６に関する第１の距離（ＲＦ２'）と第２の距離（ＲＢ２'）との比率（ＲＦ２'／ＲＢ２'）は、１超２．２未満であり得る。

出射面４４６に関する第１の距離（ＲＦ２'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして一側方向または前方に位置する出射面４４６の一端と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。

出射面４４６に関する第２の距離（ＲＢ２'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして他側または後方に位置する出射面４４６の他の一端と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。

ここで、出射面４４６の一端は、出射面４４６の最下端４４６―２であり得る。例えば、出射面４４６の一端は、出射面４４６と上面４４５との境界部分であり得る。

例えば、出射面４４６に関する第１の距離（ＲＦ２'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして一側または前方に位置する出射面４４６の一端の第１の地点（Ｑ３）と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。第１の地点（Ｑ３）は、第１の基準面６１０―１の一側または前方に位置し、第２の基準面６２０―１と出会う出射面４４６の最下端４４６―２の一地点であり得る。

例えば、出射面４４６に関する第２の距離（ＲＢ２'）は、第１の基準面６１０―１を基準にして他側または後方に位置する出射面４４６の他の一端の第２の地点（Ｑ４）と第１の基準面６１０―１との間の距離であり得る。第２の地点（Ｑ４）は、第１の基準面６１０―１の他側または後方に位置し、第２の基準面６２０―１と出会う出射面４４６の最下端４４６―２の一地点であり得る。

レンズ４４０の入射面４４２に関する第１の距離（ＲＦ１'）と第２の距離（ＲＢ１'）との比率（ＲＦ１'／ＲＢ１'）が１未満で、レンズ４４０の出射面４４６に関する第１の距離（ＲＦ２'）と第２の距離（ＲＢ２'）との比率（ＲＦ２'／ＲＢ２'）が１超２．２未満であるので、図１３を参照して説明したように、実施形態に係る照明装置３００は、前方及び後方の光量比（Ｓ／Ｈ）が２以上であり得る。

以上では、各実施形態に説明した特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれるものであって、必ずしも一つの実施形態のみに限定されるものではない。さらに、各実施形態で例示した特徴、構造、効果などは、各実施形態の属する分野で通常の知識を有する者によって他の実施形態に対しても組み合わせたり変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形と関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきであろう。

１００ 照明装置
１１０ 胴体
１２０ 光源部
１３０ レンズ

Claims (12)

1. 光が入射される入射面；及び
   前記入射面を通過した光を通過させる出射面；を含むレンズであって、
   前記入射面に関する第１の距離（ＲＦ１）と第２の距離（ＲＢ１）との比率（ＲＦ１／ＲＢ１）が１未満で、前記出射面に関する第１の距離（ＲＦ２）と第２の距離（ＲＢ２）との比率（ＲＦ２／ＲＢ２）が１超２．２未満であり、
   前記入射面に関する第１の距離（ＲＦ１）は、第１の基準面を基準にして一側方向に位置する前記入射面の最下端と前記第１の基準面との間の距離で、前記入射面に関する第２の距離（ＲＢ１）は、前記第１の基準面を基準にして他側方向に位置する前記入射面の最下端と前記第１の基準面との間の距離であり、
   前記出射面に関する第１の距離（ＲＦ２）は、前記第１の基準面を基準にして前記一側方向に位置する前記出射面の最下端と前記第１の基準面との間の距離で、前記出射面に関する第２の距離（ＲＢ２）は、前記第１の基準面を基準にして前記他側方向に位置する前記出射面の最下端と第１の基準面との間の距離であり、
   前記第１の基準面は、
   前記入射面の最上端を通過する面であり、且つ、
   光を発生させる光源部の下に配置される胴体の上に前記レンズが配置される場合に、前記光源部が置かれた面に垂直であり、且つ、前記光源部の中央を通過する面であり、
   前記出射面は、前記第１の基準面上に位置する凹状の溝を有し、
   前記凹状の溝は、第１の側壁、第２の側壁、及び前記第１の側壁と前記第２の側壁とが連結されるライン状の底を含み、
   前記第１の基準面と平行な方向の前記凹状の溝の第１の長さは、前記第１の基準面と垂直な方向の前記凹状の溝の第２の長さより長く、
   前記レンズは、前記第１の基準面を基準にして左右非対称であり、
   前記凹状の溝の前記底の少なくとも一部は前記第１の基準面に整列され、
   前記凹状の溝の前記第１の側壁及び前記第２の側壁のそれぞれは、前記出射面の下端から離隔し、
   前記第１の基準面と平行な方向の前記凹状の溝の前記底の長さは、前記入射面の最下端の直径より小さい、レンズ。
2. 前記入射面に関する第１の距離（ＲＦ１）は、第２の基準面と出会う入射面の第１の地点と前記第１の基準面との間の距離で、前記入射面に関する第２の距離（ＲＢ１）は、前記第２の基準面と出会う入射面の第２の地点と前記第１の基準面との間の距離であり、
   前記出射面に関する第１の距離（ＲＦ２）は、前記第２の基準面と出会う出射面の第１の地点と前記第１の基準面との間の距離で、前記出射面に関する第２の距離（ＲＢ２）は、前記第２の基準面と出会う出射面の第２の地点と前記第１の基準面との間の距離であり、
   前記第２の基準面は、前記入射面の中央を通過し、前記第１の基準面と垂直な面である、請求項１に記載のレンズ。
3. 前記レンズは、透光性の樹脂材質またはガラス材質で形成される、請求項１または２に記載のレンズ。
4. 前記入射面の屈折角と前記出射面の屈折角は互いに異なる、請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ。
5. 前記レンズは、前記第２の基準面を基準にして左右対称である、請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ。
6. 前記入射面の曲率と前記出射面の曲率は互いに異なる、請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ。
7. 前記レンズは、
   前記出射面の周囲に位置し、前記出射面の下端と接する上面；
   前記入射面の周囲に位置し、前記入射面の下端と接する下面；及び
   前記上面と前記下面との間に位置する側面；をさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のレンズ。
8. 前記凹状の溝は、前記光源部の中央と重なる位置に配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ。
9. 前記入射面は、凸状の曲面であり、
   前記出射面は、前記入射面上に位置する凸状の曲面である、請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ。
10. 前記胴体；
    前記胴体上に配置される前記光源部；及び
    前記胴体上に配置される請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズ；を含む照明装置。
11. 前記胴体の上面と前記レンズとの間に配置される防水部材をさらに含む、請求項１０に記載の照明装置。
12. 前記防水部材は、前記胴体の上面に形成される挿入溝内に配置される、請求項１１に記載の照明装置。

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