WO2010095424A1 - Illumination device and illumination apparatus employing this illumination device - Google Patents

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WO2010095424A1
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名倉秀明
酒井邦哲
上田健
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シャープ株式会社
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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the lighting device 10 according to the first embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 (a).
  • the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S2 of the columnar convex lens 24 may be set to be shifted.
  • the shape and arrangement of the ellipsoidal concave lens 26 may be set as appropriate, and light distribution control may be performed in combination with the ellipsoidal convex lens 28.
  • the degree of freedom of light distribution characteristics that can be realized is widened, which is preferable.
  • the cross-sectional shape of the ellipsoidal convex lens 28 on the XZ plane has a function of spreading light
  • the cross-sectional shape of the YZ plane has a function of focusing light
  • FIG. 5 shows the result of simulating the light distribution characteristics when the illumination device 10 of the second embodiment is applied to the illumination device 50 of the form of FIG. 2 as in the first embodiment.
  • the simulation conditions and the like are the same as in the first embodiment.

Abstract

Disclosed is an illumination device provided with: light sources (12) and an optical member (14) having an input face and output face for controlling the optical distribution characteristics of light emitted from these light sources (12). An input side lens surface (16) or output side lens surface (18) is formed on the input face and/or output face. The optical axes of the light sources (12) are arranged offset from the geometrical central axis of the input side lens face (16) and/or output side lens face (18) that are formed on the input side face or output side face. In this way, an illumination apparatus can be realised that has excellent design characteristics, by controlling the optical distribution characteristics in two directions simply by means of optical members, and an illumination apparatus can be provided having a high degree of horizontal surface illumination and vertical surface illumination.

Description

照明デバイスおよび該照明デバイスを使用した照明装置LIGHTING DEVICE AND LIGHTING DEVICE USING THE LIGHTING DEVICE
 本発明は、水平面照度および鉛直面照度において高照度を有する、防犯灯、道路灯、街路灯などの照明装置およびその照明装置に使用する照明デバイスに関するものである。 The present invention relates to a lighting device such as a crime prevention light, a road light, a street light, etc. having high illuminance in the horizontal plane illuminance and the vertical plane illuminance, and a lighting device used in the lighting device.
 交通安全、犯罪防止などのために、多数の防犯灯などの照明装置が屋外に設置されている。防犯灯においては、防犯上の照明効果として(1)4m先にいる人の顔の概要が分かる、(2)4m先にいる歩行者の挙動・姿勢が分かることが望まれる。前記照明効果を満足するための照度基準として、それぞれ(1)路面上の水平面照度の平均値5.0lx以上、鉛直面照度の最小値1.0lx以上、(2)路面上の水平面照度の平均値3.0lx以上、鉛直面照度の最小値0.5lx以上であることが規定されている。 Many lighting devices such as security lights are installed outdoors for traffic safety and crime prevention. In the crime prevention light, it is desirable that (1) the outline of the face of a person 4 meters ahead can be understood as the lighting effect on crime prevention, and (2) the behavior / posture of the pedestrian 4 meters ahead can be understood. As illuminance standards for satisfying the illumination effect, (1) average horizontal plane illuminance on the road surface of 5.0 lx or higher, minimum vertical plane illuminance of 1.0 lx or higher, and (2) average horizontal illuminance on the road surface. It is specified that the value is 3.0 lx or more and the minimum vertical surface illuminance is 0.5 lx or more.
 また、防犯灯などの照明装置に関しては、光源の出力を大きくすることなく、より遠くの距離まで上記の照度基準を満足することが望まれる。これにより、省エネルギー、照明装置の設置数の削減が可能となり、効率的に交通安全や犯罪防止を行うことができる。 Also, with respect to lighting devices such as security lights, it is desirable to satisfy the above illuminance standards for farther distances without increasing the output of the light source. This makes it possible to save energy and reduce the number of installed lighting devices, and can efficiently perform traffic safety and crime prevention.
 一般に防犯灯などの照明装置は、設置高さ4.5m、設置間隔およそ35mで電柱やポールに取り付けられることが多い。この場合、近接照明装置からの道路からの高さ1.5mの位置での鉛直面照度は、照明装置の鉛直下を鉛直角0度とした場合に、照明装置から鉛直角85°の略水平方向の光度によって決まる。照度は距離の2乗に反比例して減少するため、照明装置の配光特性の制御を行って略水平方向の光度を大きくしないと、上記の照度基準を満足する照度を得ることは困難である。 Generally, lighting devices such as security lights are often attached to utility poles or poles with an installation height of 4.5 m and an installation interval of about 35 m. In this case, the vertical surface illuminance at a height of 1.5 m from the road from the proximity lighting device is approximately horizontal with a vertical angle of 85 ° from the lighting device when the vertical angle of the lighting device is set to 0 °. It depends on the intensity of the direction. Since the illuminance decreases in inverse proportion to the square of the distance, it is difficult to obtain the illuminance that satisfies the above illuminance standard unless the luminous intensity in the substantially horizontal direction is increased by controlling the light distribution characteristics of the lighting device. .
 照明装置の配光特性を制御するための技術として、特許文献1および特許文献2に記載の方法がある。前記特許文献1および特許文献2に記載の照明装置に関しては、リフレクタと呼ばれる反射部材および照明装置のカバーにプリズムを形成し、これらを適時組み合わせることにより配光特性を制御し、水平方向の光度を大きくしている。 There are methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2 as techniques for controlling the light distribution characteristics of the lighting device. With respect to the illumination devices described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, a prism is formed on a reflective member called a reflector and a cover of the illumination device, and these are combined in a timely manner to control the light distribution characteristics and to adjust the luminous intensity in the horizontal direction. It is getting bigger.
日本国公開特許公報「特開2000-331504号公報(2000年11月30日公開)」Japanese Patent Publication “JP 2000-331504 A (published on November 30, 2000)” 日本国公開特許公報「特開2004-63174号公報(2004年2月26日公開)」Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2004-63174 (published on Feb. 26, 2004)”
 しかしながら、上記従来の照明装置に関しては、以下のような課題がある。 However, the conventional lighting device has the following problems.
 近年、省電力化、長寿命化の観点からLED光源を用いた照明装置が多数開発されている。LED光源を用いた照明装置においては、器具光束を確保するために多数のLED光源を並べて使用することが多く、光源面積が大きくなる。 In recent years, many lighting devices using LED light sources have been developed from the viewpoint of power saving and long life. In an illuminating device using an LED light source, a large number of LED light sources are often used side by side in order to secure an instrument light beam, and the light source area becomes large.
 この場合、リフレクタ、プリズムの面積に対して光源面積の比率が増加するため、リフレクタ、プリズムに様々な方向から光が入射するようになる。 In this case, since the ratio of the light source area to the area of the reflector and the prism increases, light enters the reflector and the prism from various directions.
 リフレクタ、プリズムは、特定の角度で入射した光を特定の角度に反射/屈折するように形状を設定するため、様々な方向から光が入射するとその形状を設定することが困難となる。 Since the reflector and the prism are set so that the light incident at a specific angle is reflected / refracted at a specific angle, it is difficult to set the shape when light is incident from various directions.
 したがって、配光特性を制御して光学特性に優れた照明装置を実現することが困難になるといった課題がある。また、前記課題を避けるために、リフレクタ、プリズムの面積を大きくして光源面積の比率を小さくした場合、照明装置が大型化してしまうという課題が発生する。 Therefore, there is a problem that it becomes difficult to control the light distribution characteristics to realize an illumination device having excellent optical characteristics. Further, in order to avoid the above problem, when the area of the reflector and the prism is increased and the ratio of the light source area is decreased, there arises a problem that the lighting device is increased in size.
 また、道路などに設置される照明装置では、道路進行方向・幅方向に平行な2つの面における配光を制御することが重要となる。しかしながら、先行技術文献に記載のプリズムは一方向に延伸された形状を有しており、例えば、道路進行方向に平行な面等1つの面のみの配光特性しか制御することはできないといった課題がある。 Also, in a lighting device installed on a road or the like, it is important to control light distribution on two surfaces parallel to the road traveling direction and the width direction. However, the prism described in the prior art document has a shape extending in one direction, and there is a problem that only the light distribution characteristic of one surface such as a surface parallel to the road traveling direction can be controlled. is there.
 2つの方向における配光特性の制御を行うためには、リフレクタを組み合わせて使用しなければならず、部品点数が増加する。またリフレクタとして、照明装置の筐体を利用する方法もあるが、自由な筐体のデザインを行うことができなくなる。 In order to control the light distribution characteristics in the two directions, a reflector must be used in combination, and the number of parts increases. In addition, there is a method of using the housing of the lighting device as the reflector, but it becomes impossible to design a free housing.
 上記課題を解決するため、本発明の照明デバイスは、LEDやLD等の光源と、前記光源から放射される光に対して入射面と出射面とを有する透明な光学部材とを備え、前記入射面または前記出射面の少なくとも一方には、レンズが形成され、前記光源の光軸は、前記入射面または前記出射面に形成された少なくとも一方のレンズの幾何学的な中心軸からずらして配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an illumination device according to the present invention includes a light source such as an LED or an LD, and a transparent optical member having an incident surface and an output surface with respect to light emitted from the light source. A lens is formed on at least one of the surface and the exit surface, and the optical axis of the light source is arranged to be shifted from the geometrical central axis of at least one lens formed on the entrance surface or the exit surface. It is characterized by.
 上記の発明によれば、前記光源と前記レンズの光軸とがずれているため、光源の光軸方向からずらしたところを中心に配光特性を制御することが可能となる。即ち、光源の光軸方向から傾いた方向に優先的に光を広げる、または、絞ることが可能となる。 According to the above invention, since the light source and the optical axis of the lens are deviated, it is possible to control the light distribution characteristics centered on the position deviated from the optical axis direction of the light source. That is, it is possible to preferentially spread or narrow the light in a direction inclined from the optical axis direction of the light source.
 この結果、光源がV字型などに配置されている照明装置に本照明デバイスを搭載することで、効率的に光を広げることができる。 As a result, the light can be efficiently spread by mounting the present lighting device on a lighting device in which the light source is arranged in a V shape or the like.
 また、本発明の照明装置では、前記照明デバイスを複数、アレイ状、面状等に配列して、前記照明装置を形成する。 Also, in the illumination device of the present invention, the illumination device is formed by arranging a plurality of the illumination devices in an array, a plane, or the like.
 上記の発明によれば、各種用途に対応した照明装置がコンパクトに実現できる。 According to the above-described invention, the illumination device corresponding to various uses can be realized in a compact manner.
 本発明の照明デバイスおよび照明装置によれば、1つの光学部材のみで、2つの軸方向の配光特性を制御し、配光特性を最適化することができる。したがって、リフレクタ等を使用せずとも、デザイン性に優れた照明装置を実現することができると共に、優れた水平面照度、鉛直面照度を有する照明装置を実現することができる。 According to the illumination device and the illumination apparatus of the present invention, it is possible to control the light distribution characteristics in the two axial directions and optimize the light distribution characteristics with only one optical member. Therefore, it is possible to realize an illuminating device excellent in design without using a reflector or the like, and to realize an illuminating device having excellent horizontal illuminance and vertical illuminance.
 また、本発明の照明デバイスによれば、前記光源と前記レンズの幾何学的な中心軸とがずれているため、光源が配置されている面の法線方向から傾いた方向に優先的に光を広げる、または、絞ることができる。この結果、光源がV字型などに傾けて配置されている照明装置に搭載することで、効率的に光を広げることができるため、より配光特性に優れた照明装置を実現することが可能となる。 Further, according to the illumination device of the present invention, since the geometric center axis of the light source and the lens is shifted, the light is preferentially emitted in a direction inclined from the normal direction of the surface on which the light source is arranged. Can be widened or squeezed. As a result, it is possible to efficiently spread the light by mounting the light source on a lighting device that is tilted in a V shape or the like, so that it is possible to realize a lighting device with better light distribution characteristics. It becomes.
 また、前記光源が複数になって光源面積が大きくなった場合においても、本照明デバイスはコンパクトであり、本照明デバイスを搭載した照明装置は、大型化を招くことなく配光特性に優れた照明装置を実現することが可能となる。 In addition, even when the light source area becomes large due to a plurality of light sources, the illumination device is compact, and the illumination device equipped with the illumination device has excellent light distribution characteristics without causing an increase in size. An apparatus can be realized.
本発明の第1実施形態の照明デバイスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the lighting device of 1st Embodiment of this invention. 上記照明デバイスを用いた照明装置の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the illuminating device using the said illuminating device. 第1実施形態の照明デバイスを図2の照明装置に適用した場合、および比較例における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the light distribution characteristic in the case where the illuminating device of 1st Embodiment is applied to the illuminating device of FIG. 2, and a comparative example. 本発明の第2実施形態の照明デバイスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the lighting device of 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の照明デバイスを図2の照明装置に適用した場合における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the light distribution characteristic at the time of applying the illuminating device of 2nd Embodiment to the illuminating device of FIG.
 以下、本発明を以下の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by the following embodiments.
 なお、以下の説明においては、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
 図1は本第1実施形態の照明デバイス10の概要を説明する図であり、図1(a)がその斜視図、図1(b)が図1(a)のA-A断面図、図1(c)が図1(a)のB-B断面図である。
In the following description, members having the same function and action are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the lighting device 10 according to the first embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 (a).
 なお、以下の実施形態では、光源としてLEDを用いて説明するが、本発明はLED以外にも、半導体レーザ等他の光源でも適用可能である。 In the following embodiment, an LED is used as a light source. However, the present invention can be applied to other light sources such as a semiconductor laser in addition to the LED.
 図1(a),(b),(c)に示すように、光学部材14は、LED光源12と対向している入射面16に柱状凹レンズ22が形成されており、前記入射面16と反対側の面である出射面18に柱状凸レンズ24が形成されている。 As shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 1 </ b> C, the optical member 14 has a columnar concave lens 22 formed on the incident surface 16 that faces the LED light source 12, and is opposite to the incident surface 16. A columnar convex lens 24 is formed on the exit surface 18 which is the side surface.
 光の入出力に関する軸方向をZ軸とし、前記柱状凹レンズ22の母線方向はY軸、子線方向はX軸に設定されている。また、柱状凸レンズ24の母線方向はX軸、子線方向はY軸となる。 The axial direction related to light input / output is the Z-axis, the bus-line direction of the columnar concave lens 22 is set to the Y-axis, and the child-wire direction is set to the X-axis. Further, the generatrix direction of the columnar convex lens 24 is the X axis, and the child line direction is the Y axis.
 柱状凹レンズ22は、母線方向の曲率が0であり、子線方向の曲率が0よりも小さくなり、レンズが光を曲げる能力であるパワーが、X軸方向、Y軸方向では異なることになる。 The curvature of the columnar concave lens 22 is 0 in the generatrix direction, the curvature in the sub-wire direction is smaller than 0, and the power that the lens can bend light is different in the X-axis direction and the Y-axis direction.
 同様に、柱状凸レンズ24は、母線方向の曲率が0であり、子線方向の曲率が0よりも大きくなり、レンズが光を曲げる能力であるパワーが、X軸方向、Y軸方向では異なることになる。 Similarly, in the columnar convex lens 24, the curvature in the generatrix direction is 0, the curvature in the child line direction is larger than 0, and the power that the lens can bend light is different in the X-axis direction and the Y-axis direction. become.
 また、柱状凹レンズ22の母線方向と柱状凸レンズ24の母線方向とは直交している。 Further, the generatrix direction of the columnar concave lens 22 and the generatrix direction of the columnar convex lens 24 are orthogonal.
 本実施形態の場合、LED光源12は、プリント基板等である基板13上にマトリクス状に形成されており、前記柱状凹レンズ22、前記柱状凸レンズ24は、その交点がLED光源12のそれぞれに1対1で対応するように複数の柱状凹レンズ22、柱状凸レンズ24を並べて、本実施の形態の照明デバイス10を形成している。 In the case of this embodiment, the LED light sources 12 are formed in a matrix on a substrate 13 such as a printed circuit board, and the columnar concave lens 22 and the columnar convex lens 24 have a pair of intersections with each of the LED light sources 12. The lighting device 10 of the present embodiment is formed by arranging a plurality of columnar concave lenses 22 and columnar convex lenses 24 so as to correspond to 1.
 また、LED光源12と対向している面に柱状凹レンズ22を形成した場合、LED光源12と光学部材14との間には、空間ができる。 Further, when the columnar concave lens 22 is formed on the surface facing the LED light source 12, a space is formed between the LED light source 12 and the optical member 14.
 したがって、柱状凹レンズ22は、本発明の主旨である配光特性の制御のみならず、LED光源12の発熱による光学部材14の劣化防止にも効果がある。 Therefore, the columnar concave lens 22 is effective not only for controlling the light distribution characteristic, which is the gist of the present invention, but also for preventing the optical member 14 from being deteriorated due to heat generated by the LED light source 12.
 尚、光学部材14の下面である入射面16と、LED光源12との距離を保つことによっても、光学部材14の劣化の防止を行うことができるが、本実施形態のように、LED光源12をアレイ状に使用する場合、LED光源12から放射される光が、隣接するレンズに入り込み易くなるため、配光特性の制御が困難になる。 Although the optical member 14 can be prevented from being deteriorated by maintaining the distance between the incident surface 16 that is the lower surface of the optical member 14 and the LED light source 12, the LED light source 12 is also provided as in the present embodiment. Are used in the form of an array, the light emitted from the LED light source 12 is likely to enter the adjacent lens, making it difficult to control the light distribution characteristics.
 光学部材14の下面である入射面16とLED光源12との間の距離には限界があるため、柱状凹レンズ22を設けることによって、前記空間を大きくし、LED光源12の発熱による光学部材14の劣化を防止している。 Since there is a limit to the distance between the incident surface 16, which is the lower surface of the optical member 14, and the LED light source 12, by providing the columnar concave lens 22, the space is increased and the optical member 14 is heated by the heat generated by the LED light source 12. Prevents deterioration.
 図1(b)に示すように、柱状凹レンズ22は光を広げるような形状に設定されており、LED光源12から入射した光は、柱状凹レンズ22によりXZ面内で広げられる。 As shown in FIG. 1B, the columnar concave lens 22 is set in a shape that spreads the light, and the light incident from the LED light source 12 is spread in the XZ plane by the columnar concave lens 22.
 尚、この第1実施形態においては、柱状凹レンズ22の子線方向の断面形状は、一例として、長径6.5mm、2焦点間の距離8.0mmの楕円形状となっている。 In the first embodiment, the cross-sectional shape of the columnar concave lens 22 in the sub-wire direction is, for example, an elliptical shape having a major axis of 6.5 mm and a distance between two focal points of 8.0 mm.
 また、柱状凹レンズ22の幾何学的中心軸S1と、強度分布の中心軸であるZ軸方向に平行なLED光源12の光軸J1とは、柱状凸レンズ24の母線方向であるX軸方向にずれている。 The geometrical central axis S1 of the columnar concave lens 22 and the optical axis J1 of the LED light source 12 parallel to the Z-axis direction that is the central axis of the intensity distribution are shifted in the X-axis direction that is the generatrix direction of the columnar convex lens 24. ing.
 本実施の形態の照明デバイス10は、このようにすることによって、LED光源12の光軸J1の方向とは異なる方向を中心軸として光を広げることができる。言い換えれば、LED光源12の光軸J1と、柱状凹レンズ22の幾何学的中心軸S1とを柱状凸レンズ24の母線方向に沿ってずらすことにより、-X方向または+X方向に重み付けをする形で光を広げることが可能となる。 The illumination device 10 of the present embodiment can spread light with the direction different from the direction of the optical axis J1 of the LED light source 12 as the central axis by doing in this way. In other words, by shifting the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S1 of the columnar concave lens 22 along the generatrix direction of the columnar convex lens 24, the light is weighted in the −X direction or the + X direction. Can be expanded.
 図1(c)は、図1(a)に示した光学部材14のB-B断面であるYZ面を示したものである。  FIG. 1 (c) shows a YZ plane which is a BB cross section of the optical member 14 shown in FIG. 1 (a).
 柱状凸レンズ24は光を絞るような形状に設定されており、LED光源12から入射した光は、柱状凸レンズ24によりYZ面内で絞られる。 The columnar convex lens 24 is set to have a shape that squeezes light, and the light incident from the LED light source 12 is narrowed in the YZ plane by the columnar convex lens 24.
 尚、この第1実施形態においては、柱状凸レンズ24の子線方向の断面形状は、一例として、半径6mmの円形となっている。また、LED光源12の光軸J1と柱状凸レンズ24の幾何学的中心軸S2とは一致している。 In the first embodiment, the cross-sectional shape of the columnar convex lens 24 in the sub-wire direction is, for example, a circle having a radius of 6 mm. Further, the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S2 of the columnar convex lens 24 coincide with each other.
 尚、柱状凸レンズ24においても上記柱状凹レンズ22の場合と同様、柱状凸レンズ24の幾何学的中心軸S2とLED光源12の光軸J1とを柱状凹レンズ22の母線方向であるY軸方向へずらすことによって、-Y方向または+Y方向に光を絞ることが可能である。 In the columnar convex lens 24, as in the case of the columnar concave lens 22, the geometrical central axis S2 of the columnar convex lens 24 and the optical axis J1 of the LED light source 12 are shifted in the Y-axis direction that is the generatrix direction of the columnar concave lens 22. Thus, it is possible to focus light in the −Y direction or the + Y direction.
 したがって、YZ面内で絞られる光の方向を制御したい場合は、LED光源12の光軸J1と柱状凸レンズ24の幾何学的中心軸S2とをずらして設定してもよい。 Therefore, when it is desired to control the direction of light focused in the YZ plane, the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S2 of the columnar convex lens 24 may be set to be shifted.
 尚、柱状凹レンズ22と柱状凸レンズ24の形状、および、柱状凹レンズ22の幾何学的中心軸S1、柱状凸レンズ24の幾何学的中心軸S2とLED光源12の光軸J1との距離などは、必要とする配光特性を考慮し、光学解析ソフトなどを使って求めた。 The shapes of the columnar concave lens 22 and the columnar convex lens 24, the geometric center axis S1 of the columnar concave lens 22, the distance between the geometric center axis S2 of the columnar convex lens 24 and the optical axis J1 of the LED light source 12 are necessary. In consideration of the light distribution characteristics, it was obtained using optical analysis software.
 また、光学部材14の材料としては、例えばアクリル樹脂の他、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂またはガラスなど、可視光域において透明性がよく、透過率の大きなものを用いればよい。 Further, as the material of the optical member 14, for example, an acrylic resin, a polystyrene resin, a methacrylic resin, a polycarbonate resin, glass or the like that has good transparency in the visible light region and a large transmittance may be used.
 上記記載の照明デバイス10では、LED光源12から放射された光は、光学部材14に形成されている柱状凹レンズ22、柱状凸レンズ24により配光制御されることとなる。 In the illumination device 10 described above, the light emitted from the LED light source 12 is light distribution controlled by the columnar concave lens 22 and the columnar convex lens 24 formed on the optical member 14.
 柱状凹レンズ22は光を広げる機能を有し、柱状凸レンズ24は光を絞る機能を有している。また、柱状凹レンズ22、柱状凸レンズ24は、その母線方向が直交しているため、XZ面、YZ面の2つの面における配光特性を光学部材14のみで個別に制御することができる。 The columnar concave lens 22 has a function of spreading light, and the columnar convex lens 24 has a function of focusing light. Further, since the columnar concave lens 22 and the columnar convex lens 24 have orthogonal generatrix directions, the light distribution characteristics on the two surfaces of the XZ plane and the YZ plane can be individually controlled only by the optical member 14.
 また、光学部材14に形成されている柱状凹レンズ22、柱状凸レンズ24は、LED光源12のそれぞれに1対1で対応するように形成されているため光学部材14の大きさは、光源1と同じサイズとなり照明装置の小型化・薄型化を実現することができる。 The columnar concave lens 22 and the columnar convex lens 24 formed on the optical member 14 are formed so as to correspond to the LED light sources 12 on a one-to-one basis, and therefore the size of the optical member 14 is the same as that of the light source 1. The size and size of the lighting device can be reduced.
 図2に、本実施の形態の照明デバイス10を使用した照明装置50の概略図を示す。 FIG. 2 shows a schematic diagram of an illumination apparatus 50 using the illumination device 10 of the present embodiment.
 照明装置50は、本実施形態で説明してきた照明デバイス10をV字型に配置して、かつ紙面下方向に光を放射するように構成される。 The lighting device 50 is configured so that the lighting device 10 described in the present embodiment is arranged in a V shape and emits light downward in the drawing.
 照明装置50では、蛍光灯など他の光源を用いた照明装置と光源光束を同等にするため、基板13に複数のLED光源12をアレイ状に配置して構成されている。 The illumination device 50 is configured by arranging a plurality of LED light sources 12 in an array on the substrate 13 in order to make the light source luminous flux equivalent to an illumination device using another light source such as a fluorescent lamp.
 尚、この実施形態においては、一例として、LED光源12をX軸方向にピッチ11mmで8列、Y軸方向にピッチ8.5mmで28列並べた照明デバイス10を、XZ面で見てV字型になる形で2つ使用している。 In this embodiment, as an example, the illumination device 10 in which the LED light sources 12 are arranged in 8 rows with a pitch of 11 mm in the X-axis direction and 28 rows with a pitch of 8.5 mm in the Y-axis direction is V-shaped when viewed in the XZ plane. Two are used in the form of a mold.
 LED光源12の合計個数は448個であり、合計光源光束は2800lmである。また、2つの照明デバイス10をV字型に配置しており、その挟角を120°としている。尚、LED光源12の個数、および、光束については、照明装置に必要とされる光束の大きさによって適時変更して設定される。また、照明デバイス10の挟角についても、照明装置に必要とされるデザインである、図示されていない筐体、カバーなどによって適時変更して設定される。 The total number of LED light sources 12 is 448, and the total light source luminous flux is 2800 lm. Further, the two lighting devices 10 are arranged in a V shape, and the included angle is 120 °. Note that the number of the LED light sources 12 and the luminous flux are appropriately changed and set according to the size of the luminous flux required for the illumination device. In addition, the included angle of the lighting device 10 is also changed and set as appropriate depending on a housing, a cover, and the like (not shown) that are required for the lighting device.
 この照明装置50においては、基板13に複数のLED光源12をマトリクス状に並べた照明デバイス10をV字型に配置している。このような場合は、それぞれの照明デバイス10から出射される光を-X軸方向、+X軸方向に広げるようし、組み合わせることで照明装置から放射される光を効率的に±X軸方向に広げることができる。 In the illumination device 50, the illumination device 10 in which a plurality of LED light sources 12 are arranged in a matrix on the substrate 13 is arranged in a V shape. In such a case, the light emitted from each lighting device 10 is spread in the −X axis direction and the + X axis direction, and the light emitted from the lighting device is efficiently spread in the ± X axis direction by combining them. be able to.
 図3(a)にこの第1実施形態の照明装置50における配光特性をシミュレーションした結果を示す。図3(b)に比較例として、光学部材14が無い場合の配光特性についても示している。 FIG. 3A shows the result of simulating the light distribution characteristics in the illumination device 50 of the first embodiment. As a comparative example, FIG. 3B also shows light distribution characteristics in the case where the optical member 14 is not provided.
 尚、シミュレーションは、実際に道路などに取り付けられるときの形態を考慮して、仰角20°即ちX軸を回転軸として20°傾斜させて照明装置50を設置した場合について行った。 Note that the simulation was performed in the case where the lighting device 50 was installed with an elevation angle of 20 °, that is, an inclination of 20 ° with the X axis as the rotation axis, in consideration of the form when actually attached to a road or the like.
 図2に示す本実施形態の照明装置50は、光学部材14における柱状凹レンズ22によってXZ面で光が広げられるため、0°側よりも90°側を広角側とした場合、広角時の光度が比較例と比べて大きくなっていることが分かる。また、光学部材14における柱状凸レンズ24によって、YZ面で光が絞られるため、比較例と比べてその配光特性が絞られていることが分かる。 In the illumination device 50 of the present embodiment shown in FIG. 2, light is spread on the XZ plane by the columnar concave lens 22 in the optical member 14. It turns out that it is large compared with the comparative example. In addition, it can be seen that the light distribution characteristics are reduced compared to the comparative example because light is focused on the YZ plane by the columnar convex lens 24 in the optical member 14.
 また、この第1実施形態の照明装置50を道路に設置した場合について、その照度をシミュレーションした結果を表-1に示す。比較例として、光学部材14が無い場合についてもその値を示している。 Table 1 shows the result of simulating the illuminance when the lighting device 50 of the first embodiment is installed on a road. As a comparative example, the value is also shown when there is no optical member 14.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 尚、表-1に示す水平面照度は路面の水平面照度を平均化したものであり、鉛直面照度は道路中央における1.5m高さの鉛直面照度の最小値である。尚、照明装置50は、図1に示すXZ面が道路の進行方向と平行になるようにし、高さ4.5m、間隔35mで設置されている。 The horizontal illuminance shown in Table 1 is an average of the horizontal illuminance on the road surface, and the vertical illuminance is the minimum value of the vertical illuminance at a height of 1.5 m at the center of the road. The lighting device 50 is installed at a height of 4.5 m and an interval of 35 m so that the XZ plane shown in FIG. 1 is parallel to the traveling direction of the road.
 また、配光特性のシミュレーションと同様、仰角20°で図2に示す照明装置50を設置している。また、道路幅は5mとした。 Further, as in the simulation of the light distribution characteristics, the lighting device 50 shown in FIG. 2 is installed at an elevation angle of 20 °. The road width was 5 m.
 第1実施形態の照明装置50は、図3(a)に示すように、配光特性を最適化しているため、比較例と比べて大きな照度を実現することができている。また、前記照度基準(1)4m先にいる人の顔の概要が分かる(水平面照度の平均値5.0lx以上、鉛直面照度の最小値1.0lx以上)、(2)4m先にいる歩行者の挙動・姿勢が分かる(水平面照度の平均値3.0lx以上、鉛直面照度の最小値0.5lx以上)についても満足できる結果が得られている。 As shown in FIG. 3A, the lighting device 50 according to the first embodiment has optimized light distribution characteristics, and thus can achieve a larger illuminance than the comparative example. Also, the illuminance reference (1) provides an outline of the face of a person 4 meters ahead (average horizontal plane illumination value 5.0 lx or more, minimum vertical surface illumination value 1.0 lx or more), (2) walking 4 meters ahead Satisfactory results are also obtained for the person's behavior and attitude (average horizontal plane illuminance of 3.0 lx or more, minimum vertical plane illuminance of 0.5 lx or more).
 以上説明したように、この第1実施形態の照明装置50においては、柱状凹レンズ22、柱状凸レンズ24を有する光学部材14のみで、2つの面の配光特性を制御し、配光特性を最適化することができる。したがって、LED光源12の出力を大きくすることなく、大きな水平面照度、鉛直面照度を有する照明装置50を実現することができる。これにより、省エネルギー化、照明装置50の設置数の削減が可能となる。 As described above, in the illumination device 50 according to the first embodiment, only the optical member 14 having the columnar concave lens 22 and the columnar convex lens 24 controls the light distribution characteristics of the two surfaces and optimizes the light distribution characteristics. can do. Therefore, the illumination device 50 having a large horizontal plane illuminance and vertical plane illuminance can be realized without increasing the output of the LED light source 12. Thereby, energy saving and the number of installation of the illuminating device 50 can be reduced.
 また、筐体などをリフレクタとして使用する必要がなくなるため、デザイン性に優れた照明装置50を実現することができる。 In addition, since it is not necessary to use a casing or the like as a reflector, the lighting device 50 with excellent design can be realized.
 また、光源面積が大きいアレイ状のLED光源12を用いた場合においても、各LED光源12に対応するようにレンズを形成しているため、照明装置50の大型化を招くことなく配光特性に優れた照明装置50を実現することが可能となる。 Further, even when an arrayed LED light source 12 having a large light source area is used, the lens is formed so as to correspond to each LED light source 12, so that the light distribution characteristics are improved without causing the lighting device 50 to be enlarged. An excellent illumination device 50 can be realized.
 尚、この第1実施形態において、照明装置50における電源部、LED光源12を固定するための筐体、および、カバーなどを備えてもよい。照明装置50として屋外などで使用する場合は、雨、ほこりなどからLED光源12、光学部材を保護することができる。 In addition, in this 1st Embodiment, you may provide the power supply part in the illuminating device 50, the housing | casing for fixing the LED light source 12, a cover, etc. When used outdoors as the lighting device 50, the LED light source 12 and the optical member can be protected from rain, dust, and the like.
 また、上記第1実施形態の照明デバイス10および前記照明デバイス10を用いた照明装置50は、防犯灯、街路灯、道路灯、公園灯などの屋外照明、その他の照明に幅広く用いることができる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の照明装置の第2実施形態を、図4に基づいて説明する。
The lighting device 10 according to the first embodiment and the lighting device 50 using the lighting device 10 can be widely used for outdoor lighting such as a crime prevention light, a street light, a road light, a park light, and other lighting.
(Second Embodiment)
Next, 2nd Embodiment of the illuminating device of this invention is described based on FIG.
 この第2実施形態は、図4(a),(b),(c)に示すように、第1実施形態の照明デバイス10における光学部材14の形状のみが第1実施形態と異なる。よって、この第2実施形態では、前述の第1実施形態と同様の部分には同様の符号を付して、前述の第1実施形態とは異なる点を主に説明する。 As shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, the second embodiment differs from the first embodiment only in the shape of the optical member 14 in the illumination device 10 of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and different points from the first embodiment will be mainly described.
 図4(a)は、第2実施形態における光学部材14の形状を示したものである。第2実施形態においては、光学部材14は、LED光源12と対向している面に楕円体凹レンズ26が形成されており、LED光源12と対向している面と反対側の面に楕円体凸レンズ28が形成されている。また、楕円体凹レンズ26、楕円体凸レンズ28は、LED光源12のそれぞれに1対1で対応するように複数のレンズを並べて形成されている。 FIG. 4 (a) shows the shape of the optical member 14 in the second embodiment. In the second embodiment, the optical member 14 has an ellipsoidal concave lens 26 formed on the surface facing the LED light source 12 and an ellipsoidal convex lens on the surface opposite to the surface facing the LED light source 12. 28 is formed. The ellipsoidal concave lens 26 and the ellipsoidal convex lens 28 are formed by arranging a plurality of lenses so as to correspond to the LED light sources 12 on a one-to-one basis.
 ここで、楕円体凸レンズ28の短径方向は、図4(a)に示すように、照明デバイス10におけるY軸方向と一致している。 Here, the minor axis direction of the ellipsoidal convex lens 28 coincides with the Y-axis direction in the illumination device 10 as shown in FIG.
 また、楕円体凹レンズ26、楕円体凸レンズ28共に、そのX軸と、前記X軸に対して垂直方向の軸であるY軸とでは、曲率が異なる。即ち、本発明の、レンズが光を曲げる能力であるパワーがX軸方向とY軸方向で異なるレンズとなる。 Also, the curvature of the ellipsoidal concave lens 26 and the ellipsoidal convex lens 28 is different between the X axis and the Y axis which is an axis perpendicular to the X axis. That is, the lens according to the present invention has a power that is the ability to bend the light in the X-axis direction and the Y-axis direction.
 また、この第2実施形態においては、一例として、楕円体凹レンズ26の形状は、2焦点間の距離0mm、および長径5mmの楕円体、即ち球体形状となっている。また、楕円体凸レンズ28の形状は、焦点間距離8mm、および長径6.5mmの楕円体形状となっている。 In the second embodiment, as an example, the shape of the ellipsoidal concave lens 26 is an ellipsoid having a distance between two focal points of 0 mm and a major axis of 5 mm, that is, a spherical shape. The shape of the ellipsoidal convex lens 28 is an ellipsoidal shape with a focal distance of 8 mm and a major axis of 6.5 mm.
 図4(b)は、図4(a)に示した照明デバイス10のXZ面であるA-A断面を示したものである。XZ面における楕円体凹レンズ26の断面形状は、光を広げるような形状となっている。 FIG. 4B shows an AA cross section which is the XZ plane of the lighting device 10 shown in FIG. The cross-sectional shape of the ellipsoidal concave lens 26 in the XZ plane is a shape that spreads light.
 したがって、LED光源12から入射した光は、楕円体凹レンズ26によりXZ面内で広げられる。また、LED光源12の光軸J1と楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸S4とは、楕円体凸レンズ28の長径方向であるX軸方向にずれている。 Therefore, the light incident from the LED light source 12 is spread in the XZ plane by the ellipsoidal concave lens 26. The optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S4 of the ellipsoidal convex lens 28 are shifted in the X-axis direction, which is the major axis direction of the ellipsoidal convex lens 28.
 このようにすることによって、楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸S4の方向とは異なる方向を中心に光を広げることができる。言い換えれば、LED光源12の光軸J1と楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸S4とを楕円体凸レンズ28の長径方向であるX軸方向にずらすことにより、-X方向または+X方向に光を広げることが可能となる。 In this way, light can be spread around a direction different from the direction of the geometrical central axis S4 of the ellipsoidal convex lens 28. In other words, by shifting the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometrical central axis S4 of the ellipsoidal convex lens 28 in the X-axis direction that is the major axis direction of the ellipsoidal convex lens 28, light is emitted in the −X direction or the + X direction. It can be expanded.
 また、楕円体凹レンズ26の幾何学的中心軸S3は、LED光源12の光軸J1と一致するようにしている。これは、楕円体凹レンズ26により、LED光源12と光学部材14との間に空間を形成し、LED光源12の発熱による光学部材14の劣化防止を行うためである。 Further, the geometric center axis S3 of the ellipsoidal concave lens 26 is made to coincide with the optical axis J1 of the LED light source 12. This is because the ellipsoidal concave lens 26 forms a space between the LED light source 12 and the optical member 14 to prevent deterioration of the optical member 14 due to heat generated by the LED light source 12.
 本第2実施形態においては、楕円体凸レンズ28のみでも配光特性の制御が可能なため、楕円体凹レンズ26については上記光学部材14の劣化防止に重点をおいた形状・配置としている。尚、光学部材14の耐熱性が高い場合は、楕円体凹レンズ26を形成しなくてもよい。この場合は、光学部材14の作製が容易となるため好ましい。 In the second embodiment, since the light distribution characteristic can be controlled only by the ellipsoidal convex lens 28, the ellipsoidal concave lens 26 is shaped and arranged with an emphasis on preventing the optical member 14 from being deteriorated. If the optical member 14 has high heat resistance, the ellipsoidal concave lens 26 may not be formed. This is preferable because the optical member 14 can be easily manufactured.
 また、楕円体凹レンズ26の形状・配置を適時設定し、楕円体凸レンズ28と組み合わせて配光制御を行ってもよい。この場合は、実現できる配光特性の自由度が広がり好ましい。 Alternatively, the shape and arrangement of the ellipsoidal concave lens 26 may be set as appropriate, and light distribution control may be performed in combination with the ellipsoidal convex lens 28. In this case, the degree of freedom of light distribution characteristics that can be realized is widened, which is preferable.
 図4(c)は、図4(a)に示した光学部材14のB-B断面であるYZ面を示したものである。YZ面における楕円体凸レンズ28の形状は、光を絞るような形状となっている。したがって、LED光源12から入射した光は、楕円体凸レンズ28によりYZ面内で絞られる。 FIG. 4C shows a YZ plane which is a BB cross section of the optical member 14 shown in FIG. The shape of the ellipsoidal convex lens 28 in the YZ plane is a shape that squeezes light. Therefore, the light incident from the LED light source 12 is narrowed in the YZ plane by the ellipsoidal convex lens 28.
 また、YZ面においては、LED光源12の光軸J1と楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸S4とは、一致している。 In the YZ plane, the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S4 of the ellipsoidal convex lens 28 coincide with each other.
 尚、YZ面においても、LED光源12の光軸J1と楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸S4とを楕円体凸レンズ28の短軸方向であるY軸方向へずらすことによって、-Y方向または+Y方向に光を絞ることが可能となる。 Also in the YZ plane, by shifting the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S4 of the ellipsoidal convex lens 28 in the Y-axis direction, which is the minor axis direction of the ellipsoidal convex lens 28, the −Y direction or It is possible to focus light in the + Y direction.
 したがって、YZ面内で絞られる光の方向を制御したい場合は、LED光源12の光軸J1と楕円体凹レンズ26の幾何学的中心軸S3とをずらして設定してもよい。 Therefore, when it is desired to control the direction of light focused in the YZ plane, the optical axis J1 of the LED light source 12 and the geometric center axis S3 of the ellipsoidal concave lens 26 may be set to be shifted.
 尚、楕円体凹レンズ26、楕円体凸レンズ28の形状、および、楕円体凹レンズ26の幾何学的中心軸S3、楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸S4とLED光源12の光軸J1との距離などは、必要とする配光特性を考慮し、光学解析ソフトなどを使って求めた。 In addition, the shape of the ellipsoidal concave lens 26 and the ellipsoidal convex lens 28, and the distance between the geometrical central axis S3 of the ellipsoidal concave lens 26, the geometrical central axis S4 of the ellipsoidal convex lens 28, and the optical axis J1 of the LED light source 12. These were obtained using optical analysis software in consideration of the required light distribution characteristics.
 上記記載の照明デバイス10においては、LED光源12から放射された光は、光学部材14を構成している楕円体凹レンズ26、楕円体凸レンズ28により配光制御されることとなる。 In the illumination device 10 described above, the light emitted from the LED light source 12 is light distribution controlled by the ellipsoidal concave lens 26 and the ellipsoidal convex lens 28 constituting the optical member 14.
 楕円体凸レンズ28のXZ面における断面形状は光を広げる機能を有し、YZ面における断面形状は光を絞る機能を有している。 The cross-sectional shape of the ellipsoidal convex lens 28 on the XZ plane has a function of spreading light, and the cross-sectional shape of the YZ plane has a function of focusing light.
 したがって、XZ面、YZ面2つの面における配光特性を光学部材14のみで個別に制御することができる。また、光学部材14に形成されている楕円体凹レンズ26および楕円体凸レンズ28は、LED光源12のそれぞれに1対1で対応するように形成されているため、光学部材14の大きさは、LED光源12とほぼ同じサイズとなり、照明装置50の小型化・薄型化を実現することができる。 Therefore, the light distribution characteristics on the two surfaces of the XZ plane and the YZ plane can be individually controlled only by the optical member 14. In addition, since the ellipsoidal concave lens 26 and the ellipsoidal convex lens 28 formed on the optical member 14 are formed so as to correspond to the LED light sources 12 on a one-to-one basis, the size of the optical member 14 is The size is almost the same as that of the light source 12, and the lighting device 50 can be reduced in size and thickness.
 図5に、この第2実施形態の照明デバイス10を、第1実施形態と同じく、図2の形態の照明装置50に適用した場合における配光特性をシミュレーションした結果を示す。尚、シミュレーションの条件などは第1実施形態と同様である。 FIG. 5 shows the result of simulating the light distribution characteristics when the illumination device 10 of the second embodiment is applied to the illumination device 50 of the form of FIG. 2 as in the first embodiment. The simulation conditions and the like are the same as in the first embodiment.
 第2実施形態の照明装置50は、光学部材14に形成された楕円体凸レンズ28の長径方向の断面によってXZ面で光が広げられるため、0°側よりも90°側を広角側とした場合、広角時の光度が比較例と比べて大きくなっていることが分かる。また、楕円体凸レンズ28の短径方向の断面によって、YZ面で光が絞られるため、比較例と比べてその配光特性が絞られていることが分かる。 In the illumination device 50 according to the second embodiment, the light is spread on the XZ plane by the cross section in the major axis direction of the ellipsoidal convex lens 28 formed on the optical member 14, and therefore the 90 ° side is set to the wide angle side from the 0 ° side. It can be seen that the light intensity at the wide angle is larger than that of the comparative example. In addition, it can be seen that the light distribution characteristics are reduced compared to the comparative example because light is focused on the YZ plane by the cross section of the ellipsoidal convex lens 28 in the minor axis direction.
 また、この第2実施形態の照明装置50を道路に設置した場合について、その照度をシミュレーションした結果を表-2に示す。比較例として、光学部材14が無い場合についてもその値を示している。シミュレーションの条件などは第1実施形態と同様である。 In addition, Table 2 shows the simulation result of the illuminance when the lighting device 50 of the second embodiment is installed on a road. As a comparative example, the value is also shown when there is no optical member 14. The simulation conditions and the like are the same as in the first embodiment.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 第2実施形態の照明装置50は、図5のグラフに示すように、配光特性を最適化しているため、比較例と比べて大きな照度を実現することができている。また、前記照度基準(1)4m先にいる人の顔の概要が分かる(水平面照度の平均値5.0lx以上、鉛直面照度の最小値1.0lx以上)、(2)4m先にいる歩行者の挙動・姿勢が分かる(水平面照度の平均値3.0lx以上、鉛直面照度の最小値0.5lx以上)についても満足できる結果が得られている。 As shown in the graph of FIG. 5, the lighting device 50 of the second embodiment has optimized light distribution characteristics, and thus can achieve a larger illuminance than the comparative example. Also, the illuminance reference (1) provides an outline of the face of a person 4 meters ahead (average horizontal plane illumination value 5.0 lx or more, minimum vertical surface illumination value 1.0 lx or more), (2) walking 4 meters ahead Satisfactory results are also obtained for the person's behavior and attitude (average horizontal plane illuminance of 3.0 lx or more, minimum vertical plane illuminance of 0.5 lx or more).
 以上説明したように、この第2実施形態の照明デバイス10を用いた照明装置50においては、楕円体凹レンズ26、楕円体凸レンズ28を有する光学部材14のみで、2つの面の配光特性を制御し、配光特性を最適化することができる。 As described above, in the illumination device 50 using the illumination device 10 of the second embodiment, the light distribution characteristics of the two surfaces are controlled only by the optical member 14 having the ellipsoidal concave lens 26 and the ellipsoidal convex lens 28. In addition, the light distribution characteristics can be optimized.
 したがって、LED光源12の出力を大きくすることなく、大きな水平面照度、鉛直面照度を有する照明装置50を実現することができる。これにより、省エネルギー化、照明装置50の設置数の削減が可能となる。 Therefore, the lighting device 50 having a large horizontal plane illuminance and a vertical plane illuminance can be realized without increasing the output of the LED light source 12. Thereby, energy saving and the number of installation of the illuminating device 50 can be reduced.
 また、筐体などをリフレクタとして使用する必要がなくなるため、デザイン性に優れた照明装置50を実現することができる。  In addition, since it is not necessary to use a casing or the like as a reflector, the lighting device 50 with excellent design can be realized.
 また、光源面積が大きいアレイ状のLED光源12を用いた場合においても、各LED光源12に対応するようにレンズを形成しているため、照明装置50の大型化を招くことなく配光特性に優れた照明装置50を実現することが可能となる。 Further, even when an arrayed LED light source 12 having a large light source area is used, the lens is formed so as to correspond to each LED light source 12, so that the light distribution characteristics are improved without causing the lighting device 50 to be enlarged. An excellent illumination device 50 can be realized.
 尚、この第2実施形態において、照明装置50における電源部、光源を固定するための筐体、および、カバーなどを備えてもよい。照明装置50として屋外などで使用する場合は、雨、ほこりなどから光源、光学部材を保護することができ、照明装置50の故障などを防止することができる。 In addition, in this 2nd Embodiment, you may provide the power supply part in the illuminating device 50, the housing | casing for fixing a light source, a cover, etc. When the lighting device 50 is used outdoors, the light source and the optical member can be protected from rain, dust, and the like, and failure of the lighting device 50 can be prevented.
 また、上記第2実施形態の照明デバイス10および前記照明デバイス10を用いた照明装置50は、防犯灯、街路灯、道路灯、公園灯などの屋外照明、その他の照明に幅広く用いることができる。 Also, the lighting device 10 of the second embodiment and the lighting device 50 using the lighting device 10 can be widely used for outdoor lighting such as crime prevention lights, street lights, road lights, park lights, and other lighting.
 上述したように、本発明の照明デバイスは、前記入射面および前記出射面の少なくとも一方には、レンズの光軸方向をZ軸方向とすると、そのX軸方向と、前記X軸方向に対して垂直な軸方向であるY軸方向とでは、レンズが光を曲げる能力であるパワーが異なるレンズが形成されていることを特徴とする。 As described above, in the illumination device of the present invention, at least one of the entrance surface and the exit surface, when the optical axis direction of the lens is the Z-axis direction, the X-axis direction and the X-axis direction are the same. A lens having a different power, which is the ability of the lens to bend light, is formed with respect to the Y-axis direction which is a vertical axis direction.
 また、本発明の照明デバイスは、前記X軸方向とY軸方向とではパワーの異なるレンズは、柱状凹レンズと、前記柱状凹レンズが形成された面と対向する面に形成された柱状凸レンズとであり、前記柱状凹レンズの母線と、前記柱状凸レンズの母線とは、垂直に交わることを特徴とする。 In the illumination device of the present invention, the lenses having different powers in the X-axis direction and the Y-axis direction are a columnar concave lens and a columnar convex lens formed on a surface opposite to the surface on which the columnar concave lens is formed. The generatrix of the columnar concave lens and the generatrix of the columnar convex lens intersect perpendicularly.
 本発明の照明デバイスによれば、前記柱状凹レンズと前記柱状凸レンズは直交して配置されている。前記柱状凹レンズ、前記柱状凸レンズのそれぞれの子線方向の断面形状を制御することによって、レンズの子線方向に平行な断面における配光特性をそれぞれ独立して制御することが可能となる。 According to the lighting device of the present invention, the columnar concave lens and the columnar convex lens are arranged orthogonally. By controlling the cross-sectional shape of each of the columnar concave lens and the columnar convex lens in the sub-line direction, the light distribution characteristics in the cross-section parallel to the sub-line direction of the lens can be independently controlled.
 また、柱状凹レンズおよび柱状凸レンズともに、高価な3軸の加工装置が不要で、金型コストの低減が可能である。 Also, both the columnar concave lens and the columnar convex lens do not require an expensive triaxial processing apparatus, and the die cost can be reduced.
 また、本発明の照明デバイスは、前記X軸とY軸とではワーの異なるレンズは、楕円体凹レンズまたは楕円体凸レンズであることを特徴とする。 Further, the illumination device of the present invention is characterized in that the lens having a different word for the X axis and the Y axis is an ellipsoidal concave lens or an ellipsoidal convex lens.
 前記楕円体の長径方向と短径方向の断面形状を制御することにより、前記長径方向または前記短径方向と平行な断面における配光特性を独立して制御することが可能となる。 By controlling the cross-sectional shape of the ellipsoid in the major axis direction and the minor axis direction, it is possible to independently control the light distribution characteristics in the major axis direction or a section parallel to the minor axis direction.
 本発明は、防犯灯、街路灯、道路灯、公園灯などの屋外で使用する照明デバイスおよび前記照明デバイスを用いた照明装置を始め様々な照明装置に幅広く用いるとことができる。 The present invention can be widely used in various lighting devices including a lighting device used outdoors such as a crime prevention light, a street light, a road light, a park light, and a lighting device using the lighting device.
10 照明デバイス
12 LED光源
13 基板
14 光学部材
16 入射面
18 出射面
22 柱状凹レンズ
24 柱状凸レンズ
26 楕円体凹レンズ
28 楕円体凸レンズ
50 照明装置
S1 柱状凹レンズ22の幾何学的中心軸
S2 柱状凸レンズ24の幾何学的中心軸
S3 楕円体凹レンズ26の幾何学的中心軸
S4 楕円体凸レンズ28の幾何学的中心軸
J1 LED光源12の光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Illumination device 12 LED light source 13 Board | substrate 14 Optical member 16 Incident surface 18 Outgoing surface 22 Columnar concave lens 24 Columnar convex lens 26 Ellipsoidal concave lens 28 Ellipsoidal convex lens 50 Illumination device S1 Geometric center axis S2 of columnar concave lens 22 Geometry of columnar convex lens 24 Geometric central axis S3 Geometric central axis S4 of the ellipsoidal concave lens 26 Geometric central axis J1 of the ellipsoidal convex lens 28 Optical axis of the LED light source 12

Claims (5)

  1.  光源と、
     前記光源から放射される光に対して、入射面と出射面とを有する光学部材とを備え、
     前記入射面または前記出射面の少なくとも一方には、レンズが形成され、
     前記光源の光軸は、前記入射面または前記出射面に形成された少なくとも一方のレンズの幾何学的な中心軸からずらして配置されていることを特徴とする照明デバイス。
    A light source;
    An optical member having an entrance surface and an exit surface for the light emitted from the light source;
    A lens is formed on at least one of the entrance surface or the exit surface,
    An illumination device, wherein an optical axis of the light source is arranged so as to be shifted from a geometrical central axis of at least one lens formed on the entrance surface or the exit surface.
  2.  前記レンズの少なくとも一方は、そのX軸方向とY軸方向とではパワーが異なるレンズであることを特徴とする請求項1記載の照明デバイス。 The illumination device according to claim 1, wherein at least one of the lenses is a lens having different powers in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  3.  前記X軸方向とY軸方向とではパワーが異なるレンズは、
     柱状凹レンズと、
     前記柱状凹レンズが形成された面と対向する面に形成された柱状凸レンズとであり、
     前記柱状凹レンズの母線と、前記柱状凸レンズの母線とは、垂直に交わることを特徴とする請求項2記載の照明デバイス。
    Lenses having different powers in the X-axis direction and the Y-axis direction are
    A columnar concave lens;
    A columnar convex lens formed on a surface opposite to the surface on which the columnar concave lens is formed;
    The lighting device according to claim 2, wherein a bus line of the columnar concave lens and a bus bar of the columnar convex lens intersect perpendicularly.
  4.  前記X軸方向とY軸方向とではパワーが異なるレンズは、楕円体凹レンズまたは楕円体凸レンズであることを特徴とする請求項2記載の照明デバイス。 3. The illumination device according to claim 2, wherein the lenses having different powers in the X-axis direction and the Y-axis direction are ellipsoidal concave lenses or ellipsoidal convex lenses.
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の照明デバイスを使用した照明装置。 An illumination device using the illumination device according to any one of claims 1 to 4.
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