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発明の名称 照明器具
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2007−134142(P2007−134142A)
公開日 平成19年5月31日(2007.5.31)
出願番号 特願2005−325475(P2005−325475)
出願日 平成17年11月9日(2005.11.9)
代理人 【識別番号】100084375
【弁理士】
【氏名又は名称】板谷 康夫
発明者 後藤 芳朗
要約 課題
LEDを光源とする照明器具において、効率の良い配光を得る。

解決手段
照明器具1は、光源としてのLED2と、LED2から出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズ3と、を備える。レンズ3は、所望の光出射方向に対応するレンズ3面の傾斜角を、支柱5c側、及び/又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応するレンズ3面の傾斜角よりも小さくしている。また、さらに支柱5c側、及び/又は所望の光出射方向以外の位置にある開口方向に対応するレンズ3の材質の屈折率を所望の光出射方向に対応するレンズ3の材質の屈折率よりも大きくしてもよい。このような構成とすることにより、LED2から出射される光は効率良く配光される。
特許請求の範囲
【請求項1】
光源としてのLEDと、前記LEDから出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズと、前記LED及び前記光学部品を所定の高さに保持するための支柱と、を備える照明器具において、
前記レンズは、所望の光出射方向に対応するレンズ面の傾斜角を、前記支柱側、及び/又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応するレンズ面の傾斜角よりも小さくしたことを特徴とする照明器具。
【請求項2】
前記レンズは、前記支柱側、及び/又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率を、所望の光出射方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率よりも大きくしたことを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築周辺部の灯り、又は公園や屋外通路を照射する景観照明用低ポール灯として適用可能な照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、この種の照明器具として、レンズを有しておらず、LEDから出射された光が直接照射される構成のものがあり、また、LEDの中心軸上にレンズの中心軸があって、この中心軸に対してレンズを回転自在に設け、集光度合いを変えることができるようにしたものがある。
【0003】
また、同様の照明器具において、照明される面を均一な照明強度分布で照明するためにLED素子の主放射方向に関して非対称に偏向する照明光学系、例えば、フレネルレンズを備えたものがある(例えば特許文献1参照)。また、LEDから出射された光を表示ムラのないように出射し、且つ、外部からの入射光を光出射方向に反射させないようにするため、砲弾状レンズを備えたものがある(例えば特許文献2参照)。
【特許文献1】特開2003−209288号公報
【特許文献2】特開2004−104077号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述したような従来の照明器具において、照射方向を傾けたい場合、LEDをその方向に向けるだけであったため、光が照明器具の筐体に当たるなどの必要の無い箇所に照射されたり、複数のLEDが搭載されている照明器具においては、光が交差し、照射の光ムラになるなど器具効率が悪かった。また、特許文献1に示される照明器具に用いられているフレネルレンズは、断面形状が非常に細かなピッチと計算された角度を有するノコギリ状であるため、複雑な成形金型が必要とされ、また、フレネルレンズを屋外で使用する場合、汚れやすく、清掃しにくい問題があった。また、特許文献2に示される照明器具に用いられている砲弾状レンズは、レンズ自体の高さが高いため、レンズ自体が歩行者等の視野に入りやすく、グレアを起こす問題があった。
【0005】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、所望の光出射方向に広く配光制御しつつ、照明器具の筐体に照射される光やグレアを起こす光を減らし、また、複数のLEDが搭載されている場合、一方のLEDによって照射されている箇所への他方のLEDから出射される光を減らすことにより、光の交差による照射の光ムラにならないようにした照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、光源としてのLEDと、LEDから出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズと、LED及び光学部品を所定の高さに保持するための支柱と、を備える照明器具において、レンズは、所望の光出射方向に対応するレンズ面の傾斜角を、支柱側、及び/又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応するレンズ面の傾斜角よりも小さくしたものである。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1に記載の照明器具において、レンズは、支柱側、及び/又は所望の光出射方向以外にある開口方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率を、所望の光出射方向に対応する位置のレンズ材質の屈折率よりも大きくしたものである。
【発明の効果】
【0008】
請求項1の発明によれば、支柱側や光出射を必要としない方向へ照射される光が低減され、所望の光出射方向に光を照射することができ、適切な配光が得られる。
【0009】
請求項2の発明によれば、上記請求項1による効果をさらに高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の一実施の形態に係る照明器具について、図面を参照して説明する。図1は実施形態1による照明器具1を示し、図2及至図3は図1のA部を示す。この照明器具1は、建築周辺部の灯り、又は、公園や屋外通路を照射する景観照明用低ポール灯として適用可能である。照明器具1は、光源としてのLED2と、LED2から出射される光を所定の方向に制御する光学部品としてのレンズ3と、このレンズ3が配設されているカバー4と、これらLED2、レンズ3及びカバー4を所定の高さに保持するための筐体5と、を備える。筐体5は両側に開口5eが設けられており、この筐体5内の上部に2つのLED2が組み込まれ、各LED2はそれぞれレンズ3を介して筐体5の両開口5eより光出射している。
【0011】
筐体5は、上方に配置された略矩形状の天板5aと、下方に配置された略矩形状の底板5bと、これら天板5aと底板5bを連結する左右一対の支柱5cにより構成され、この一対の支柱5c間は空間とされ、その前面側及び背面側(以下、両側という)は開口5eとされている。支柱5cの内面を側板5dと称す。LED2は、筐体5内の天板5aの下面で開口5eの幅方向の略中心線上にそれぞれ配設されている。
【0012】
2つのLED2は、筐体5の開口5eに向けてそれぞれ下方に所定の角度で傾いて配置され、レンズ3を有するカバー4に覆われている。この所定の角度は、本照明装置1により照射される領域が、この照明器具1の前方側及び後方側であって設置面の周辺近傍となるように適宜設定される。このような照射方向を所望の照射方向という。カバー4は天板5aの下面に取付けられる。カバー4には、LED2をカバー4内に配置するための支持体6(図3参照)が設けられている。この支持体6は、アタッチメント6aと、支持プレート6bと、支持具6cとから構成されている。LED2は平板状のアタッチメント6aに配設され、このアタッチメント6aは、上記所定の角度に保持するために曲げ加工された支持プレート6bに固定され、この支持プレート6bは、カバー4の略中央に配設された支持具6cに取付けられている。
【0013】
カバー4は、断面形状が略V字状を成し、両側の傾斜面にレンズ3を有する。レンズ3はカバー4に配設されており、LED2から出射された光がレンズ3により所望の配光となるように、LED2と対向して配設されている。レンズ3は、立上りを緩やかにして傾斜角を小さくしたレンズ3aと、立上りを急峻にして傾斜角を大きくしたレンズ3bとから構成される。レンズ3aは所望の光出射方向に対応する位置、つまり、筐体5の開口5e側に配置され、レンズ3bは支柱5c側、及び所望の光出射方向にある開口5e側とは反対側である、所望の光出射方向以外にある開口方向に対応する位置、つまり筐体5の中央側に配置される。レンズ3のレンズ3aとレンズ3bは、略半球状の凸型に一体成形されている。なお、図2において、レンズ3aとレンズ3bを区別するための領域線を記しているが、実際には、この線は目視されるものではない。
【0014】
レンズ3の上方部とカバー4とが接する点RとLED2の中心軸Oとの距離ORが、レンズ3の下方とカバー4とが接する点PとLED2の中心軸Oとの距離OPよりも大きく、OR>OPとされている。従って、距離OPが距離ORよりも短くされることにより、LED2の中心軸Oから筐体5の中央側に大きく傾いてレンズ3から外れた方向に出射される光は、カバー4で反射される。また、レンズ3b面は大きい傾斜角とされ、LED2からレンズ3bに出射された光8bは略下方に屈折する。これにより、一方のLED2は他方のLED2により照射されている側に照射しない。また、距離ORは距離OPよりも長くされ、レンズ3a面は小さい傾斜角とされている。これにより、LED2からレンズ3aに出射された光8aは所望の照射方向に若干屈折して照射される。
【0015】
また、照明器具1は、図4に示す変形例のように、LED2とレンズ3を形成しているカバー4との間にシリコン系の充填材を入れることも可能である。これにより、耐結露対策、防水構造が容易に実施できる。
【0016】
上記実施形態1の照明器具1の作用について次に説明する。LED2から所望の照射方向へ出射された光は、レンズ3aにより若干屈折し、若しくは屈折することなく所望の照射方向であって器具から離れた位置へも照射され、広範囲に照射される。さらに、LED2から上方へ出射される光は、レンズ3aにより若干下方に屈折して低減され、歩行者等の視線との位置関係によりグレアにならないようになる。また、LED2から筐体5の側板5dの存在する方向や所望の照射方向の反対側へ出射される光は、レンズ3bにより下方へ屈折して照射されるので、余分な方向への照射は低減される。
【0017】
図5及至図7は照明器具1の配光曲線7a、7b、7cを示す。図5は一般のレンズのないフラットなカバーにLEDを入れた照明器具の側面から見た配光曲線7aを示し、図6は本実施形態のレンズ3を有したカバー4(レンズ付き)内にLED2を入れた照明器具1の側面から見た配光曲線7bを示す。これら配光曲線7aと、7bとを比べると、所望の照射方向の反対側に出射される光の割合は、レンズなしの完全拡散の照明器具より減少している。また、図7は本実施形態のレンズ3を有したカバー4(レンズ付き)内にLED2を入れた照明器具1の上方から見た配光曲線7cを示し、このような配光曲線7cとなることから、照明器具1から前方に離れた場所への光の量が増えていることが分かる。
【0018】
図8及び図9は、照明器具1のレンズ3を通して照射される光の方向を示す。図8において、8aはLED2からレンズ3aへ出射された光を示す。LED2から出射され、レンズ3aの下方付近を通って照射される光は、水平方向に向けて屈折し、また、所望の照射方向と略一致する出射光は、屈折することなく照射され、また、略水平方向に近い角度に出射された光は、若干下方向に屈折して照射される。また、図9において、8bはLED2からレンズ3bへ出射された光を示す。レンズ3bの下部とカバー4とが接触している箇所よりもさらに角度をもって照射され、レンズ3から外れた光はカバー4により反射され、所望の照射領域には照射されない。また、上記よりも小さい角度でレンズ3bを通る光は略下方向へ屈折し、有効に所望の照射領域に照射される。
【0019】
このように、実施形態1の照明器具1によれば、レンズ3により所望の配光が得られるため、照射したい光の角度までLED2の位置を高くする必要がなく、LED2が配置される位置を低くすることができる。また、複数のLED2とレンズ3により各方向に光を照射する場合にも、方向ごとに所望の配光が得られるため、所望の光出射方向以外に照射される光を低減することができる。
【0020】
レンズ3のレンズ3aとレンズ3bは、略半球状の凸型に一体成形されているので、成形金型形状も鋭角部がないため、スライド型を使わずに形成でき、清掃もし易い。その上、光出射方向に応じて、レンズ3の部位によって適切な傾斜角に形成されているため、余分な高さがなく、砲弾形状の集光凸レンズよりもレンズ自体の高さを低くできる。
【0021】
図10は実施形態2による照明器具1を示す。この実施形態においては、筐体5の支柱5cが平面視四隅に設けられており、筐体5の前面側及び背面側、並びに右側面側及び左側面側にそれぞれ開口5eが設けられ、筐体5の中央部からそれぞれの支柱5cに向かって放射線状に側板5dが配設されている。LED2は、筐体5内の天板5aの下面で開口5eの幅方向の略中心線上にそれぞれ配設されている。その他の構成は実施形態1と同様とされている。この構成により、照明器具1は、開口5eのある4方向に実施形態1の効果と同様の配光制御された光を出射することができる。
【0022】
図11は実施形態3による照明器具1を示す。この実施形態においては、上記実施形態1の構成に加えて、レンズ3が、所望の光出射方向に対応する位置のレンズ3aの材質に、出射光を大きく屈折させない屈折率の低いアクリルなどを用い、また、支柱5c側、及び所望の光出射方向以外にある開口方向(すなわち、反対側方向)に対応する位置のレンズ3bの材質に、出射光を大きく屈折させる屈折率の高いポリカーボネイトなどを用いて成形されている。この構成により、LED2から出射された光は、レンズ3の傾斜角による配光制御の効果をより高められて照射される。
【0023】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においてはLEDが照明器具の取付方向に対して斜めに配置されているが、平行や垂直に配置された照明器具において配光制御する場合にも有効である。また、上記では、レンズ3bが、支柱5c側、及び所望の光出射方向にある開口5e側とは反対側である開口5e方向に対応する位置(非所望位置)に対応して配置されるものを示したが、少なくとも、支柱5c側、又は非所望位置に対応して配置されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施形態1に係る照明器具の斜視図。
【図2】図1のA部の拡大図。
【図3】図2のB−B線断面図。
【図4】上記変形例における図2のB−B線断面図。
【図5】一般の照明器具のレンズ無し状態の側面から見た配光曲線図。
【図6】本実施形態の照明器具のレンズ付状態の側面から見た配光曲線図。
【図7】同照明器具のレンズ付状態の上方から見た配光曲線図。
【図8】同照明器具のレンズ下部からの光出射方向を示す図。
【図9】同照明器具のレンズ上部からの光出射方向を示す図。
【図10】本発明の実施形態2に係る照明器具の斜視図。
【図11】本発明の実施形態3に係る照明器具の斜視図。
【符号の説明】
【0025】
1 照明器具
2 LED
3 レンズ
4 カバー
5 筐体
6 支持体
7 配光曲線
8 光出射方向
9 充填材




 

 


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