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発明の名称 照明装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2004−63174(P2004−63174A)
公開日 平成16年2月26日(2004.2.26)
出願番号 特願2002−217546(P2002−217546)
出願日 平成14年7月26日(2002.7.26)
代理人
発明者 坂本 圭司 / 村上 忠史 / 山口 昌男 / 関井 広行
要約 課題
従来器具と同程度の大きさ、同程度のワット数の光源で効率良くほぼ水平方向に配光制御することができ、防犯上安全な照度レベルを満足することができる照明装置を提供する。

解決手段
長手方向のある光源1と、この光源1に向けて凸条部4aを有する反射鏡4と、光源1の長手方向の中心軸5上に配置されて中心軸5を含む垂直面に沿う光束を略水平方向に反射する側面反射鏡3とを備え、凸条部4aは中心軸5に平行であって反射光を略水平方向に反射する。反射鏡4は光源1の上部に配置されている。反射鏡4は放物面鏡にすることができる。光源1に向けて凸条部4aを有する反射鏡4を光源1に配置して光を遠くへ飛ばすことにより、防犯上安全な照度レベルを満足する防犯灯を提供することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
長手方向のある光源と、この光源に向けて凸条部を有する反射鏡と、前記光源の長手方向の中心軸上に配置されて前記中心軸を含む垂直面に沿う光束を略水平方向に反射する側面反射鏡とを備え、前記凸条部は前記中心軸に平行であって反射光を略水平方向に反射することを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記反射鏡は前記光源の上部または下部に配置されている請求項1記載の照明装置。
【請求項3】
前記反射鏡は放物面鏡である請求項2記載の照明装置。
【請求項4】
前記反射鏡は平板である請求項2記載の照明装置。
【請求項5】
前記反射鏡は前記光源の上部に配置されてあり、前記光源より水平方向および前記光源の下方向との中間方向に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光するプリズムを有する請求項1記載の照明装置。
【請求項6】
前記反射鏡は前記光源の上部に配置されてあり、前記光源の下方に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光するプリズムを有する請求項1記載の照明装置。
【請求項7】
前記反射鏡は前記光源の上部に配置されてあり、前記光源の下方に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光するルーバを有する請求項1記載の照明装置。
【請求項8】
長手方向のある光源と、この光源の上部に配置されて前記光源に向けて凸条部を有する上部反射鏡と、前記光源の下部に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光する配光制御部材とを備え、前記凸条部は前記中心軸に平行であって反射光を略水平方向に反射することを特徴とする照明装置。
【請求項9】
前記光源の水平方向と前記配光制御部材の方向との中間方向の位置に前記光源の光を略水平方向に配光するプリズムを有する請求項8記載の照明装置。
【請求項10】
前記配光制御部材はプリズムまたはルーバである請求項8または請求項9記載の照明装置。
【請求項11】
前記プリズムおよび前記配光制御部材は前記光源の長手方向よりも短い長さを有する請求項8、請求項9または請求項10記載の照明装置。
【請求項12】
前記光源の長手方向の両端に反射鏡または遮光板を配置した請求項8記載の照明装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水平面照度および鉛直面照度において、高照度を実現することができる防犯照明器具等に適用される照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図15に示すように、防犯照明器具において、防犯上の照明効果として4m先の歩行者の挙動・姿勢が分ることが望ましく、これを満足するための照度基準として、路面105上の水平面平均照度は3(lx)以上であり、高さ1.5mでの鉛直面最低照度は0.5(lx)以上であることが望ましい。
【0003】
また防犯照明器具はコストを抑えるために既設の電柱104に取り付けることが多い。電柱104の間隔は概ね40m程度であり、器具直下の鉛直面照度は、その器具の影響を受けずに、40m隣の器具の光度によって決まる。
【0004】
器具設置間隔が40mで設置高さが4.5mの場合、隣の器具直下1.5m地点の鉛直面照度に影響を及ぼす光度は器具直下からθ=85°の略水平方向の光であり、照度は距離の2乗に反比例して減衰するので、40m間隔で器具を設置する場合、上記照度基準を満足することは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図16(a)に示すように道路灯や防犯灯において従来から一般的にバットウイング配光を実現する照明装置は、ランプ100に向かって凹状の反射鏡(クロス配光)101を用いたものである。通常防犯灯として用いられているW(ワット)数の光源では、直接光Lだけでは目標値の達成は困難である。それを補うために図16(b)に示すように反射鏡102を用いるが、ほぼ水平方向に配光制御するためには、従来の反射鏡形状では、反射光Laのみとなり直接光Lの利用ができなくなる。また、従来の反射鏡の形状ではランプ100から出射される光束の一部しか利用できず、特にランプ100の上部への光束が利用できないため非常に効率が悪い。
【0006】
さらに図16(c)に示すように直接光Lおよび反射光Laを共に利用するためには、ランプ100と反射鏡101、102の距離が長い器具が必要になる。
【0007】
また高出力の光源を用いれば、従来の反射鏡で目標達成可能であるが、省エネルギを考慮してできるだけ低W数の光源を用いる事が望ましい。
【0008】
したがって、この発明の目的は、従来器具と同程度の大きさ、同程度のW数の光源で効率良くほぼ水平方向に配光制御することができ、防犯上安全な照度レベルを満足することができる照明装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の照明装置は、長手方向のある光源と、この光源に向けて凸条部を有する反射鏡と、前記光源の長手方向の中心軸上に配置されて前記中心軸を含む垂直面に沿う光束を略水平方向に反射する側面反射鏡とを備え、前記凸条部は前記中心軸に平行であって反射光を略水平方向に反射することを特徴とするものである。
【0010】
請求項1記載の照明装置によれば、光源に向けて凸条部を有する反射鏡を光源に対し配置して光を遠くへ飛ばすことにより、従来器具と同程度の大きさ、同程度のW数の光源で効率良くほぼ水平方向に配光制御することができ、これにより目標値を達成し、防犯上安全な照度レベルを満足する防犯灯を提供することができる。
【0011】
請求項2記載の照明装置は、請求項1において、前記反射鏡が前記光源の上部または下部に配置されている。
【0012】
請求項2記載の照明装置によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0013】
請求項3記載の照明装置は、請求項2において、前記反射鏡が放物面鏡である。
【0014】
請求項3記載の照明装置によれば、請求項2と同様な効果がある。
【0015】
請求項4記載の照明装置は、請求項2において、前記反射鏡が平板である。
【0016】
請求項4記載の照明装置によれば、請求項2と同様な効果がある。
【0017】
請求項5記載の照明装置は、請求項1において、前記反射鏡が前記光源の上部に配置されてあり、前記光源より水平方向および前記光源の下方向との中間方向の位置に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光するプリズムを有するものである。
【0018】
請求項5記載の照明装置によれば、請求項1よりも器具効率が良好になる。
【0019】
請求項6記載の照明装置は、請求項1において、前記反射鏡が前記光源の上部に配置されてあり、前記光源の下方に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光するプリズムを有するものである。
【0020】
請求項6記載の照明装置によれば、請求項1よりも器具効率が良好になる。
【0021】
請求項7記載の照明装置は、請求項1において、前記配光制御部材が前記光源の上部に配置された反射鏡であり、前記光源の下方に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光するルーバを有するものである。
【0022】
請求項7記載の照明装置によれば、請求項1よりも器具効率が良好になる。
【0023】
請求項8記載の照明装置は、長手方向のある光源と、この光源の上部に配置されて前記光源に向けて凸条部を有する上部反射鏡と、前記光源の下部に配置されて前記光源の光を略水平方向に配光する配光制御部材とを備え、前記凸条部は前記中心軸に平行であって反射光を略水平方向に反射することを特徴とするものである。
【0024】
請求項8記載の照明装置によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0025】
請求項9記載の照明装置は、請求項8において、前記光源の水平方向と前記配光制御部材の方向との中間方向の位置に前記光源の光を略水平方向に配光するプリズムを有するものである。
【0026】
請求項9記載の照明装置によれば、請求項8よりも器具効率がよくなる。
【0027】
請求項10記載の照明装置は、請求項8または請求項9において、前記配光制御部材がプリズムまたはルーバである。
【0028】
請求項10記載の照明装置によれば、請求項8または請求項9と同様な効果がある。
【0029】
請求項11記載の照明装置は、請求項8、請求項9または請求項10において、前記プリズムおよび前記配光制御部材が前記光源の長手方向よりも短い長さを有するものである。
【0030】
請求項11記載の照明装置によれば、請求項8、請求項9または請求項10と同様な効果のほか、光源の直射光を多くできる。
【0031】
請求項12記載の照明装置は、請求項8において、前記光源の長手方向の両端に反射鏡または遮光板を配置したものである。
【0032】
請求項12記載の照明装置によれば、請求項8と同様な効果のほか、光源の長手方向の光をグレアカットできる。
【0033】
【発明の実施の形態】
この発明の第1の実施の形態を図1および図2により説明する。すなわち、この照明装置は、長手方向のある光源1と、側面反射鏡3と、光源1に向けて凸条部4aを有する反射鏡4とを備える。
【0034】
光源1は長手方向のあるもので、例えば直管蛍光ランプ、ツインランプ、セラメタランプなどの円筒状ないし棒状のランプなどを用い、図では長手方向が略水平姿勢になっている。
【0035】
側面反射鏡3は光源1の長手方向の中心軸5上に凸部2が位置し、光源1の一端に配置されている。全体形状は蝶羽状をなし、その中心の屈曲線を垂直下方に延びた筋条の凸部2とし、各羽部分は光源1に向けて凹状の曲面をなしている。曲面の形状は光源1の中心あるいは光源1の中心軸上の点を焦点とした放物面であるかまたは各々の点を焦点とした小さい放物面を組合せた多面体である。凸形状の側面反射鏡3に曲面形状を用いることで、光源の中心軸5を含む垂直面に沿う光束を略水平方向に反射する、すなわち前記したθ=略85°方向に配光制御する。
【0036】
反射鏡4は略水平方向、上記したθ=略85°方向に配光するものであり、実施の形態では光源1の上部に位置し、凸条部4aが中心軸5に平行であって反射光を略水平方向に反射するように配置される。この反射鏡4の形状は平板の中心を屈曲線に沿って略くの字形に折曲し、その凸面(山折り)側を光源1に向け、屈曲線を光源1の中心軸5に平行にしている。
【0037】
図2(a)は照明装置Nによる配光を説明するもので、φ=0°断面の配光制御は略水平方向例えばθ=85°の方向の光度値をアップし、φ=略45°〜90°断面の配光制御はφ=0°近辺のθ=85°方向の光度値をアップし、φ=90°断面の配光制御は歩道対面へのグレア光をカットすることを狙いとする。
【0038】
図2(b)は図2(c)に示す光源1の中心軸5に垂直な断面A方向において、θ=85°方向に200cd/10001m以上の光束を飛ばすようにすることで、推奨照度値を満足することを示す。この場合、直射光Lによる照度値100cd/1000lmとすると、直射光以外の光Lbが100cd必要である。図2(c)に示すように光源1の中心軸5に平行な断面B方向近傍の光束を反射鏡3を用いて断面A方向θ=85°方向に配光制御する。
【0039】
上記実施の形態によれば、凸条部4aを有する反射鏡4を配置して光を遠くへ飛ばすことにより、従来器具と同程度の大きさ、同程度W数の光源で効率良くほぼ水平方向に配光制御することができ、これにより目標値を達成し、防犯上安全な照度レベルを満足する防犯灯を提供できる。
【0040】
図1(b)は側面反射鏡が平面鏡の場合であり、図1(c)は側面反射鏡が光源からみて谷折りに折曲された凹部になっており、図1(b)と逆向きに反射する。なお、この実施の形態において、側面反射鏡3は光源1の反対側端部に設けられてもよく、またその両方に設けられてもい。
【0041】
この発明の第2の実施の形態を図3により説明する。すなわち、第1の実施の形態において、反射鏡4を光源1の下方に配置し、凸条部4aを光源1に向けている。反射鏡4の幅は第1の実施の形態と比べて小さくし、斜め下方への直射光の妨げとならないようにしている。その他は第1の実施の形態と同様である。
【0042】
図3(b)は図1(b)に対応し側面反射鏡3が平面の場合である。図3(c)は側面反射鏡3が凸部のない平面鏡の場合である。この場合も反射鏡4を反射した光を略水平方向に反射することができる。
【0043】
この発明の第3の実施の形態を図4により説明する。第1の実施の形態において、反射鏡4は光源1の上部に光源1に向いた凸条部4aの両側の凹面を放物面に形成し、θ=略85°の略水平方向に配光制御する。焦点位置は光源1の略中心が望ましいが、光源1の内部または表面上に焦点を置いても効果がある。また焦点距離は器具の大きさに合わせて変更する。矢印は光線を示す。
【0044】
図4(b)は変形の実施の形態であり、光源1の下部に配置し、かつ光源1の径方向の幅寸法を小さくして直射光を確保している。
【0045】
この発明の第4の実施の形態を図5により説明する。第1の実施の形態において、反射鏡4を平面形状にしたもので、光源1の上部に光源1に向いた凸条部4aを有する平面反射鏡を配置し、θ=略85°方向に配光制御する。反射鏡の角度は光源1と反射鏡4がほぼ近接している場合は図(a)に示すように水平からの傾斜角略3°、光源1と反射鏡4の距離が略5mmの場合は図(b)に示すように傾斜角略10°、距離が略15mmの場合は図(c)に示すように傾斜角略15°が望ましい。
【0046】
図(d)の場合は、光源1の下部に鉛直線下向きから略42.5°の傾きをもった山形の平面反射鏡を設置し、光源1の直下方向の光をθ=略85°の略水平方向に配光制御する。
【0047】
この発明の第5の実施の形態を図6により説明する。第1の実施の形態において、反射鏡4は光源1の上部に配置されてあり、光源1の水平方向および光源1の下方向との中間にプリズム7を配置して光源1の光を略水平方向に射出している。この場合、プリズム7のプリズム方向が光源1の長手方向に平行であって略水平方向にプリズム7を配置している。
【0048】
実施の形態の配光制御プリズム7のパネルは、図(a)に一部拡大して示すように光源1の中心に対して水平方向を軸として鉛直方向の角度をαとした場合のプリズム7の鉛直に対する角度をβとするとき、α、βがおよそ表1の値(プリズムの外周が部分円筒面で屈折率が1.49の場合)になるような形状であり、プリズム7を光源1の下部に設置とすることで、光源1の光を略水平方向、すなわちθ=略85°方向に配光制御するものである。
【0049】
【表1】


【0050】
この発明の第6の実施の形態を図7により説明する。第1の実施の形態において、反射鏡4は光源1の上部に配置されてあり、光源1の下方にプリズム8を配置して光源1の光を略水平方向に配光する。プリズム方向は光源1の長手方向に平行となる。
【0051】
実施の形態では図(a)に一部拡大して示すように、光源1の下部に略27°の頂角を持った略二等片三角形状のプリズム8を配置することで、光源1の直下方向の光をθ=略85°方向に配光制御する。
【0052】
図(b)は光源1の径と同じ大きさの底辺のプリズム8を配置するものである。
【0053】
図(c)は光源1の下部に配光制御プリズム8のパネルを設置している。この配光制御プリズムパネルは光源1の直下の範囲には頂角が略27°の二等片三角形状のプリズム8aを設置し、光源1から遠ざかるに従って図(e)のように順次頂角の大きいプリズム8b、8cを配置し、これにより図(d)に示すように光源1から下方への光(矢印)をθ=略85°方向すなわち略水平方向に配光制御する。
【0054】
この発明の第7の実施の形態を図8により説明する。第1の実施の形態において、光源1の下方に光源1の光を略水平方向に配光するルーバ11を有する。図(a)にルーバの一部拡大図を示す。図(b)に示すように、光源1の中心に対して鉛直方向を軸として、水平方向への角度をαとした場合のルーバ11の水平に対する角度をβとしたとき、α、βがおよそ表2の値になるようなルーバ11を光源1の下部に設置することで、θ=略85°方向の略水平方向に配光制御する。
【0055】
【表2】


【0056】
この発明の第8の実施の形態を図9により説明する。この照明装置は、長手方向のある光源1に対して上部に第1の実施の形態で示した反射鏡4の例えば図5(b)に示した平面反射鏡を用いる。光源1の下部に配光制御部材12として図5(d)に示した反射鏡を用い、これにより上部反射鏡と下部反射鏡を組み合わせたものである。各反射鏡の反射方向はいずれも略水平方向すなわち鉛直線の下方から水平方向に略85°の略水平方向である。矢印は光線を示す。この実施の形態によれば、上部反射鏡4のみと比べて器具効率がよくなる。
【0057】
この発明の第9の実施の形態を図10により説明する。この照明装置は、第8の実施の形態において、上部反射鏡4と下部反射鏡(12)との間に例えば第5の実施の形態(図6)に示したプリズム7を配置して略水平方向(θ=85°)の屈折光を得ている。この実施の形態によれば、第8の実施の形態よりもさらに器具効率がよくなる。
【0058】
この発明の第10の実施の形態を図11により説明する。この照明装置は、第9の実施の形態の下部反射鏡に代えて、配光制御部材12として図7に示すようなプリズム8を配置し、略水平方向に配光している。
【0059】
この発明の第11の実施の形態を図12により説明する。この照明装置は、第9の実施の形態の下部反射鏡に代えて、配光制御部材12として図9に示すようなルーバを使用し、略水平方向に配光している。
【0060】
この発明の第12の実施の形態を図13により説明する。この照明装置は、第9の実施の形態において、直射光により直下照度を確保するため、下部反射鏡(12)およびプリズム7を光源1の長手方向の長さより短くしている。
【0061】
なお、光源1より下方の配光制御部材およびプリズムを短くする点は、第8、第10および第11の実施の形態にも適用することができる。
【0062】
この発明の第13の実施の形態を図14により説明する。この照明装置は、光源1の長手方向の両端に側面反射鏡13または側面遮光板14を設けている。図(a)は凹曲面の側面反射鏡13を設け、図(b)は凹曲面の側面遮光板を設け、図(c)は平面の側面反射鏡15を設けている。この実施の形態によれば、光源1の長手方向の光をグレアカットでき、あるいは一部を略水平方向に反射することができるので器具効率に寄与することも可能である。
【0063】
【発明の効果】
請求項1記載の照明装置によれば、光源に向けて凸条部を有する反射鏡を光源に対し配置して光を遠くへ飛ばすことにより、従来器具と同程度の大きさ、同程度のW数の光源で効率良くほぼ水平方向に配光制御することができ、これにより目標値を達成し、防犯上安全な照度レベルを満足する防犯灯を提供することができる。
【0064】
請求項2記載の照明装置によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0065】
請求項3記載の照明装置によれば、請求項2と同様な効果がある。
【0066】
請求項4記載の照明装置によれば、請求項2と同様な効果がある。
【0067】
請求項5記載の照明装置によれば、請求項1よりも器具効率が良好になる。
【0068】
請求項6記載の照明装置によれば、請求項1よりも器具効率が良好になる。
【0069】
請求項7記載の照明装置によれば、請求項1よりも器具効率が良好になる。
【0070】
請求項8記載の照明装置によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0071】
請求項9記載の照明装置によれば、請求項8よりも器具効率がよくなる。
【0072】
請求項10記載の照明装置によれば、請求項8または請求項9と同様な効果がある。
【0073】
請求項11記載の照明装置によれば、請求項8、請求項9または請求項10と同様な効果のほか、光源の直射光を多くできる。
【0074】
請求項12記載の照明装置によれば、請求項8と同様な効果のほか、光源の長手方向の光をグレアカットできる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の概略を示す斜視図である。
【図2】照明装置の配光を説明する説明図である。
【図3】第2の実施の形態の概略を示す斜視図である。
【図4】第3の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図5】第4の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図6】第5の実施の形態の概略を示す斜視図である。
【図7】第6の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図8】第7の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図9】第8の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図10】第9の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図11】第10の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図12】第11の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図13】第12の実施の形態の概略を示し、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
【図14】第13の実施の形態の概略を示す断面図である。
【図15】鉛直面および水平面の照度を説明する説明図である。
【図16】従来の照明装置の直接光および反射光を示す説明する概略断面図である。
【符号の説明】
1  光源
2  凸部
3  側面反射鏡
4  配光制御部材
4a  凸条部
5  中心軸
8  プリズム
11  ルーバ
12  配光制御部材
13  側面反射鏡
14  側面遮光板
15  側面反射鏡




 

 


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