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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2004−152630(P2004−152630A)
公開日 平成16年5月27日(2004.5.27)
出願番号 特願2002−316716(P2002−316716)
出願日 平成14年10月30日(2002.10.30)
代理人
発明者 岡田 聡 / 奥田 滋
要約 課題
発光部の長手方向の照度分布をできるだけ均一化した照明装置を提供する。

解決手段
発光部2はライトガイドチューブ8の長手方向に沿って形成された光出射窓9にプリズムパネル10が取り付けられている。このプリズムパネル10は、一方面は外部からの入射光に対してこれとは逆向きに光が出射される割合が多いように形成された大斜面角形成面Xであり、他方面は外部からの入射光に対してこれと同じ向きに光が出射される割合が多いように形成された微小斜面角形成面Yであって、光源部1の近傍部分10aは大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の内側を向き、その他の部分10bはこれとは逆に微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の内側を向くように配置されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
光源を収納する光源部と、この光源部からの光を導いて外部に出射する発光部とを備え、前記発光部は、中空円筒状のライトガイドチューブを有し、このライトガイドチューブの周壁の一部を長手方向に沿って切り欠いて光出射窓が成形されるとともに、この光出射窓を閉塞して透光性のプリズムパネルが取り付けられており、このプリズムパネルは、互いに対向する上下面の内、一方面は外部からの入射光に対してこれとは逆向きに光が出射される割合が多いように形成された大斜面角形成面であり、他方面は外部からの入射光に対してこれと同じ向きに光が出射される割合が多いように形成された微小斜面角形成面であって、光源部近傍部分は大斜面角形成面がライトガイドチューブの内側を向き、微小斜面角形成面がライトガイドチューブの外側を向くように、その他の部分はこれとは逆に微小斜面角形成面がライトガイドチューブの内側を向き、大斜面角形成面がライトガイドチューブの外側を向くように、それぞれ配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記光源部が発光部を挟んで左右に配置される場合には、前記プリズムパネルは、請求項1記載の配置構成に代えて、ライトガイドチューブの全長にわたって前記大斜面角形成面がライトガイドチューブの内側を向き、微小斜面角形成面がライトガイドチューブの外側を向くように配置されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
【請求項3】
前記発光部の一つ方端側に光源部が、他方端側に反射板がそれぞれ設けられており、この反射板は前記ライトガイドチューブの光軸と直交する鉛直面に対して所定角度だけ傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記プリズムパネルの外側には平坦面を有する透明パネルがプリズムパネルと所定の間隔を存して配置され、この透明パネルがライトガイドチューブに気密に取り付けられていること特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の照明装置。
【請求項5】
前記透明パネルの光源部近傍に位置する箇所において、プリズムパネルと対向する内面側に光反射性のある遮光部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の照明装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路照明や通路照明として適用される照明装置に係り、特には、装置長手方向の照度分布のムラを無くしてできるだけ均一化するための技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の照明装置として、たとえば、図16および図17に示す構成のものがある(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
この照明装置は、光源部1と発光部2とを備える。光源部1は、ハロゲンランプやキセノンランプ等の光源3や反射鏡4などがケース5内に収納されてなる。また、発光部2は、光源部1からの光を導く中空円筒状のライトガイドチューブ8を有する。このライトガイドチューブ8は、アクリル樹脂等からなる中空パイプの内周壁に反射シート(いずれも図示省略)が貼り付けられるとともに、内周壁の一部は外部の中空パイプのまま残されていて光出射窓9が長手方向に沿って成形されている。
【0004】
この照明装置を、道路や通路に沿って配置する際には、各照明装置の光出射窓9が路面に向くようにして互いに縦列配置される。
【0005】
そして、各照明装置の光源部1を点灯すると、発光部2を構成するライトガイドチューブ8の内部において長手方向に沿って光が反射しながら伝搬し、最終的に光出射窓9を通って外部に出射される。
【0006】
なお、照明装置の発光部2に関して、従来はライトガイドチューブ8の光出射窓9にプリズムパネルを取り付けることにより、道幅の広い路面をムラなく均一に照射するようにした技術も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特許第2830693号公報(第1−2頁、図4−図7)
【0008】
【特許文献2】
特開2002−75006号公報(第1−8頁、図1−図17)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図16および図17に示した従来構成の照明装置において、光源部1からは発光部2の長手方向に沿った配光成分の光が多く出射されることから、発光部2の光出射窓9から外部に向けて出射される光は、光源部1側からライトガイドチューブ8の前方側に向けて傾斜した、いわゆるプロビームとなる。
【0010】
したがって、発光部2の長手方向に対する配光性は、光源部1の近傍が極端に暗く、発光部2の中央近傍で最も明るくなる(図7参照)。このため、図18に示すように、各照明装置を互いに縦列配置したときには、縦列方向の照度分布が不均一で明るさの変動が大きくなり、道路照明や通路照明として使用するときには路線方向に沿ってムラなく均一な照明をすることが難しい。
【0011】
また、特許文献1には、光出射窓9にプリズムを形成する構成も開示されているが、これはライトガイドチューブ8内における反射光の伝搬効率を向上させるためのものであって、長手方向の照度分布を均一化させるために設けられたものではない。
【0012】
一方、特許文献2のものは、道路の道幅方向における照度ムラを無くすために、発光部の長手方向に直交する方向における配光性を改善するものであって、発光部の長手方向に沿った配光性を積極的に改善しようとするものではない。
【0013】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、発光部の長手方向の照度分布をできるだけ均一化した照明装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の照明装置は、次のようにしている。
【0015】
すなわち、請求項1記載に係る発明は、光源を収納する光源部と、この光源部からの光を導いて外部に出射する発光部とを備え、前記発光部は、中空円筒状のライトガイドチューブを有し、このライトガイドチューブの周壁の一部を長手方向に沿って切り欠いて光出射窓が成形されるとともに、この光出射窓を閉塞して透光性のプリズムパネルが取り付けられており、このプリズムパネルは、互いに対向する上下面の内、一方面は外部からの入射光に対してこれとは逆向きに光が出射される割合が多いように形成された大斜面角形成面であり、他方面は外部からの入射光に対してこれと同じ向きに光が出射される割合が多いように形成された微小斜面角形成面であって、光源部近傍部分は大斜面角形成面がライトガイドチューブの内側を向き、微小斜面角形成面がライトガイドチューブの外側を向くように、その他の部分はこれとは逆に微小斜面角形成面がライトガイドチューブの内側を向き、大斜面角形成面がライトガイドチューブの外側を向くように、それぞれ配置されていることを特徴としている。
【0016】
これにより、発光部において、光源部の近傍を従来よりも明るくすることができるため、発光部全体として見た場合には、その長手方向に対する照度分布のムラの発生を抑えることができる。したがって、複数の照明装置を縦列配置して道路照明や通路照明として好適に使用することが可能になる。
【0017】
請求項2記載に係る発明は、請求項1記載の発明において、光源部が発光部を挟んで左右に配置される場合には、前記プリズムパネルは、請求項1記載の発明の配置構成に代えて、ライトガイドチューブの全長にわたって前記大斜面角形成面がライトガイドチューブの内側を向き、微小斜面角形成面がライトガイドチューブの外側を向くように配置されていることを特徴としている。
【0018】
これにより、光源部が発光部を挟んで左右に配置される場合でも、発光部の長手方向に対する照度分布のムラの発生を極力抑えることができる。
【0019】
請求項3記載に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、発光部の一方端側に光源部が、他方端側に反射板がそれぞれ設けられており、この反射板は前記ライトガイドチューブの光軸と直交する鉛直面に対して所定角度だけ傾斜して配置されていることを特徴としている。
【0020】
これにより、発光部において光源部から離れた末端側を明るくすることができ、発光部の長手方向に対する照度分布をさらに一層均一化することができる。
【0021】
請求項4記載に係る発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の発明において、前記プリズムパネルの外側には平坦面を有する透明パネルがプリズムパネルと所定の間隔を存して配置され、この透明パネルがライトガイドチューブに気密に取り付けられていること特徴としている。
【0022】
これにより、プリズムパネルに対する防水効果が得られるとともに、プリズムパネルと透明パネルとの間の隙間によってプリズムパネルの曇りを防止することができる。
【0023】
請求項5記載に係る発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の発明において、前記透明パネルの光源部近傍に位置する箇所において、プリズムパネルと対向する内面側に光反射性のある遮光部が設けられていることを特徴としている。
【0024】
これにより、発光部において、光源部近傍が極端に明るくなるのを防止できるとともに、この遮光部で反射した光はライトガイドチューブ内に戻るため、光源部から離れた部分まで光を有効に導いて導光効率を上げることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1における照明装置の縦断面図、図2は同装置のプリズムパネルの一部分を拡大して示す断面図、図3はプリズムパネルの大斜面角形成面と微小斜面角形成面の構成図、図4は同装置の平面断面図、図5は同装置において、発光部を長手方向に直交して切断した断面図であり、同図(a)は全体構成を示し、同図(b)はその一部の拡大図ある。なお、図16および図17に示した従来技術と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【0026】
この実施の形態1の照明装置は、光源部1と発光部2とを備える。光源部1は、ハロゲンランプやキセノンランプ等の光源3や反射鏡4などがケース5内に収納されてなる。
【0027】
一方、発光部2は、光源部1からの光を導く中空円筒状のライトガイドチューブ8を有する。このライトガイドチューブ8は、数mの長さのもので、図示しないがアクリル樹脂等からなる中空パイプの外周壁に外郭材が被覆され、また、内周壁には反射シートが被覆されて構成されている。
【0028】
また、このライトガイドチューブ8の周壁の一部を所定の角度θ分だけ長手方向に沿って切り欠いて光出射窓9が成形されている。そして、この光出射窓9を閉塞してアクリル樹脂などでできた透光性のプリズムパネル10が取り付けられている。さらに、このプリズムパネル10の外側には平坦面を有するアクリル樹脂などでできた透明パネル11がプリズムパネル10と所定の間隔12を存して配置されており、この透明パネル11がライトガイドチューブ8にコーキング処理などして気密に取り付けられている。
【0029】
上記のプリズムパネル10は、図3に示すように、互いに対向する上下面の内、一方面は外部からの入射光に対してこれとは逆向きに光が出射される割合が多いように形成された大斜面角形成面Xであり、他方面は外部からの入射光に対してこれと同じ向きに光が出射される割合が多いように形成された微小斜面角形成面Yとなっている。
【0030】
すなわち、大斜面角形成面Xは一定ピッチp2で櫛歯状に形成されており、その山部の左右の傾斜面の水平面との成す角度をα2,α3としたとき、たとえばα2は60°≦α2≦85°に、α3は45°≦α3≦70°に設定されている。一方、微小斜面角形成面Yは、一定ピッチp1(>p2)で段差状に形成されており、その段差部の水平面との成す角度をα1としたとき、たとえばα1は0°≦α1≦5°に設定されている。
【0031】
そして、プリズムパネル10は、光源部1の近傍部分10a(図1で長さaの部分)は、図2(a)に示すように、大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の内側を向き、微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の外側を向くように、その他の部分10b(図1で長さbの部分)は、図2(b)に示すように、上記とは逆に微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の内側を向き、大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の外側を向くように、それぞれ配置されている。
【0032】
このようなプリズムパネル10を得るには、たとえば、図3に示す形状のプリズムパネルを予め2枚(一方は長さa、他方は長さb)用意し、両者の打ちの一方(ここでは長さaのプリズムパネル)を裏返した上、両者を一体接合することで構成される。
【0033】
ここで、光源部1からは発光部2のライトガイドチューブ8の長手方向に沿った配光成分の光が多く出射されるが、このとき、発光部2のプリズムパネル10から外部に向けて出射される光に着目したとき、図6に示すように、ライトガイドチューブ8内から大斜面角形成面Xに対して入射する光については、同図(a)に示すように、プリズムパネル10a内で屈折して入射光の方向とは逆向きに出射される割合が多い特性を示す。また、ライトガイドチューブ8内から微小斜面角形成面Yに対して入射する光については、同図(b)に示すように、プリズムパネル10b内で屈折して入射光の方向と同じ向きに出射される光の割合が多い特性を示す。
【0034】
したがって、図7に示すように、従来の照明装置の場合、発光部2の長手方向に対する配光性は、同図中実線で示すように、光源部1の近傍が極端に暗く、発光部2の中央近傍で明るくなる。これに対して、この実施の形態1の照明装置は、発光部2において、光源部1の近傍部分10a(図1の長さaの部分)は、大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の内側を向き、また、その他の部分10b(図1の長さbの部分)は逆に微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の内側を向くように形成されているので、同図中破線で示すように、光源部1近傍を従来よりも明るくすることができる。
【0035】
よって、発光部2全体として見た場合には、その長手方向に対する照度分布のムラの発生を抑えることができる。このため、複数の照明装置を縦列配置して道路照明や通路照明として使用する場合、図8中、破線で示すように、従来に比較して路線方向に沿う照度分布のムラが抑えられ、均一な照明をすることができる。
【0036】
また、この実施の形態1の照明装置は、プリズムパネル10の外側に気密に取り付けられた透明パネル11を所定の間隔12を存して配置しているので、プリズムパネル10に対する防水効果が得られるとともに、プリズムパネル10と透明パネル11との間の隙間12によってプリズムパネル10の曇りを防止することができる。
[実施の形態2]
図9は本発明の実施の形態2における照明装置を示す縦断面図であり、図1ないし図5に示した実施の形態1と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【0037】
この実施の形態2の照明装置の特徴は、発光部2の一方端側に光源部1が、他方端側に反射板15がそれぞれ設けられており、この反射板15はライトガイドチューブ8の光軸Cと直交する鉛直面に対して所定角度β(=10〜45°)だけ傾斜して配置されている。
【0038】
これにより、発光部2において、光源部1から離れた末端側を明るくすることができるため、発光部2の長手方向に対する照度分布のムラをさらに一層抑えることができる。したがって、複数の照明装置を縦列配置して道路照明や通路照明として使用する場合、図8の一点鎖線で示すように、従来および実施の形態1の場合に比較して路線方向に沿う照度分布が一層均一化される。
【0039】
なお、その他の構成および作用は、実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
[実施の形態3]
図10は本発明の実施の形態3における照明装置を示す断面図で、同図(a)は縦断面図、同図(b)は平面断面図であり、図9に示した実施の形態2と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【0040】
この実施の形態3の特徴は、発光部2において、透明パネル11の光源部2の近傍に位置する箇所(図10で長さcの部分)において、プリズムパネル10と対向する内面側に光反射性のある遮光部16が設けられていることである。この遮光部16は、たとえば、透明パネル11の上にスポット状に銀ペースト等を印刷、乾燥することにより形成される。
【0041】
このような遮光部16を設けておけば、発光部2においてプリズムパネル10の大斜面角形成面Xで反射される光によって光源部1の近傍が極端に明るくなるのを防止できるとともに、この遮光部16で反射した光はライトガイドチューブ8内に戻るため、ライトガイドチューブ8の光源部1から離れた位置にまで光を有効に導いて導光効率を上げることができる。
【0042】
なお、その他の構成および作用は、実施の形態2の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
[実施の形態4]
図11は本発明の実施の形態4における照明装置を示す縦断面図、図12は図11の照明装置で使用するプリズムパネルの一部分を拡大して示す断面図であり、図1ないし図5に示した実施の形態1と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【0043】
この実施の形態4の照明装置の特徴は、発光部2の左右にそれぞれ光源部1が設けられており、各々の光源部1の近傍部分10a(図11で長さaの部分)のものは、図12(a)に示すように、大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の内側を向き、微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の外側を向くように、残りの中央部分10b(図11で長さbの部分)は、図12(b)に示すように、上記とは逆に微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の内側を向き、大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の外側を向くように、それぞれ配置されていることである。
【0044】
この実施の形態4の構成の照明装置では、光源部1の近傍部分10aでは、プリズムパネルの大斜面角形成面Xに対して入射するので、入射光の方向とは逆向きに出射される割合が多くなり、また、残りの中央部分10bでは、微小斜面角形成面Yに対して入射するので、入射光の方向と同じ向きに出射される光の割合が多くなる。
【0045】
したがって、図15の一点鎖線で示すように、発光部2全体として見た場合、従来に比べて長手方向に対する照度分布にムラが生じるのが抑えらる。
【0046】
なお、その他の構成および作用は、実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
[実施の形態5]
図13は本発明の実施の形態5における照明装置を示す縦断面図、図14は図13の照明装置で使用するプリズムパネルの一部分を拡大して示す断面図であり、図11に示した実施の形態4と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【0047】
この実施の形態5の特徴は、発光部2を挟んで左右に光源部1が配置されるとともに、プリズムパネル10は、図14に示すように、ライトガイドチューブ8の全長(長さd)にわたって大斜面角形成面Xがライトガイドチューブ8の内側を向き、微小斜面角形成面Yがライトガイドチューブ8の外側を向くように配置されていることである。
【0048】
この実施の形態4の構成の照明装置では、ライトガイドチューブ8内の光はプリズムパネル10の大斜面角形成面Xに対して入射するので、入射光の方向と逆向きに出射される割合が多くなる。したがって、図15の破線で示すように、発光部2全体として見た場合、従来に比べて発光部2の長手方向に対する照度分布のムラの発生を極力抑えることができる。
【0049】
【発明の効果】
本発明の照明装置は次の効果を奏する。
【0050】
請求項1記載に係る発明においては、発光部において、光源部の近傍を従来よりも明るくすることができるため、発光部全体として見た場合には、その長手方向に対する照度分布のムラの発生を抑えることができる。このため、複数の照明装置を縦列配置して道路照明や通路照明として好適に使用することが可能になる。
【0051】
請求項2記載に係る発明においては、光源部が発光部を挟んで左右に配置される場合でも、請求項1記載の発明と同様に、発光部の長手方向に対する照度分布のムラの発生を極力抑えることができる。
【0052】
請求項3記載に係る発明においては、発光部を挟んで光源部と対向する位置に傾斜配置された反射板を設けているので、発光部において光源部から離れた末端側を明るくすることができ、発光部の長手方向に対する照度分布をさらに一層均一化することができる。
【0053】
請求項4記載に係る発明においては、請求項1ないし請求項3の発明の効果に加えて、プリズムパネルの外側には透明パネルを所定の間隔を存して配置しているので、プリズムパネルに対する防水効果が得られるとともに、プリズムパネルと透明パネルとの間の隙間によってプリズムパネルの曇りを防止することができる。
【0054】
請求項5記載に係る発明においては、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の発明の効果に加えて、発光部の光源部近傍の透明パネルの内面側に遮光部を設けているので、光源部近傍が極端に明るくなるのを防止できるとともに、この遮光部で反射した光を光源部から離れた部分まで導けるため、導光効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における照明装置の縦断面図である。
【図2】図1の照明装置で使用するプリズムパネルの一部分を拡大して示す断面図である。
【図3】図1の照明装置で使用するプリズムパネルの大斜面角形成面と微小斜面角形成面の構成図である。
【図4】図1に示す照明装置の平面断面図である。
【図5】図1に示す照明装置において、発光部を長手方向に直交して切断した断面図で、同図(a)は全体構成を示し、同図(b)はその一部の拡大図ある。
【図6】図1に示す照明装置で使用するプリズムパネルの大斜面角形成面と微小斜面角形成面での光の反射状況の説明図である。
【図7】本発明の実施の形態1,3の照明装置における長手方向の照度分布を従来形態と比較して示す特性図である。
【図8】実施の形態1,2の照明装置において、複数個を互いに縦列配置した場合の縦列方向に沿った照度分布を従来形態の場合と比較して示す特性図である。
【図9】本発明の実施の形態2における照明装置を示す縦断面図である。
【図10】本発明の実施の形態3における照明装置を示す断面図で、同図(a)は縦断面図、同図(b)は平面断面図である。
【図11】本発明の実施の形態4における照明装置を示す縦断面図である。
【図12】図11の照明装置で使用するプリズムパネルの一部分を拡大して示す断面図である。
【図13】本発明の実施の形態5における照明装置を示す縦断面図である。
【図14】図13の照明装置で使用するプリズムパネルの一部分を拡大して示す断面図である。
【図15】本発明の実施の形態4,5の照明装置において、長手方向の照度分布を従来形態と比較して示す特性図である。
【図16】従来の形態における照明装置を示す縦断面図である。
【図17】図16に示す照明装置の発光部を長手方向に直交して切断した断面図である。
【図18】図16に示す従来の照明装置を互いに縦列配置した場合の縦列方向に沿った照度分布を示す特性図である。
【符号の説明】
1 光源部
2 発光部
3 光源
8 ライトガイドチューブ
9 光出射窓
10 プリズムパネル
X 大斜面角形成面
Y 微小斜面角形成面
11 透明パネル
15 反射板
16 遮光部




 

 


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