(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記光源となる複数の発光素子が設けられた基板を覆う板状の透明なカバー部材に、それぞれの発光素子に対応した位置に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明用レンズ。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は本実施形態に係る防犯灯1の設置態様を示す図である。
照明装置たる防犯灯1は、
図1に示すように、街路8の街路脇8Aに立設された支柱9に取り付けられる。防犯灯1は、街路8が延びる方向(通行方向)である街路方向Gに広い照射範囲を照らす灯具であり、周囲の明るさが所定値以下の間、又は/及び、所定時刻の間(いわゆる、夜間)に点灯する。防犯灯1は、その照射範囲の全域において、街路8の路面8Rから所定高さ(例えば1.5メートル)で規定の鉛直面の明るさが得られるように設計されている。防犯灯1は、図示は省略するが、支柱9に取り付ける他に、壁面にブラケット等を用いて取り付けられていてもよい。なお、本実施形態において、灯具の上下および前後は、防犯灯1を支柱9に取り付けた状態での、照射側を下方、取り付け側を後方として規定している。
【0016】
図2および
図3は、防犯灯1の構成を示す図である。
図2(A)は防犯灯1の上方斜視図、
図2(B)は防犯灯の下方斜視図である。また、
図3は防犯灯1の平面図である。
防犯灯1は、
図1〜
図3に示すように、灯具本体10と、グローブ30と、を備える。灯具本体10は、所定の厚さのある薄い概略平板状に形成された平板部11と、支持部12と、備える。灯具本体10は、アルミニウム合金等の金属により形成され、鋳造により平板部11と、支持部12とが、一体に形成される。灯具本体10は、アルミニウム合金等の金属に限らず、金属を中芯に入れたインサート樹脂製とすることも可能であり、その他の材料により形成されてもよい。支持部12は、灯具本体10の天面10Bに設けられ、
図1に示すように、防犯灯1を支柱9に支持する。支持部12は、灯具本体10の支柱9への取り付け側である後方に寄せた位置に設けられる。支持部12は、防犯灯1を、照射面側である灯具本体10の底面10Aを路面8Rに対して、20°程度傾斜させる姿勢で支柱9に支持する。
灯具本体10の底面10Aには、カバー部材としてのグローブ30が覆うように設けられ、底面10Aの側が当該グローブ30によって閉塞される。グローブ30は、樹脂材やガラスで形成され、少なくとも一部が透光性を有している。グローブ30は、灯具本体10の底面10Aと略同じ大きさの板状に形成される。
【0017】
支持部12は、
図2、及び
図3に示すように、支持部本体13と、ブラケット14とを備える。支持部本体13は中空の箱体であり、この底面である底13Bの略全体が灯具本体10の天面10Bに接続され、この支持部本体13の後方背面を含む後端部13Cには、支柱9への固定用のブラケット14が取り付けられている。
ブラケット14は、対向する2枚の板状部材14A,14Bを備えている。板状部材14A,14Bは、縦長矩形形状の取付孔14Cが設けられている。取付孔14Cは、2枚の板状部材14A,14Bを貫くように、板状部材14A,14Bの略同位置に設けられる。防犯灯1は、
図1に示すように、この取付孔14Cに通した取付バンド7を用いて支柱9に取り付けられる。防犯灯1は、図示は省略するが、取付孔14Cに、支柱9や壁面に取り付けた固定ブラケットを掛合させて取り付けられてもよい。
【0018】
支持部本体13の天面13Dには、外部の光を、支持部本体13の内部に入射させる採光用開口15(採光部)が設けられる。採光用開口15には、透光性を有するセンサーカバー17(透明体)が挿入されている。採光用開口15は、センサーカバー17により液密に封止される。センサーカバー17は、シリコンゴムなどの材料から形成される。センサーカバー17は、天面13Dの外側から採光用開口15に押し込むようにして弾性変形させ、着脱可能に挿入される。センサーカバー17は、後述する明るさセンサー65(光センサー)が、センサーカバー17を通して支持部本体13内に入射する光に基づいて周囲環境の明るさを検知できるように透光性を有していれば良く、材料は、透明であってもよいし、乳白色であってもよい。また、センサーカバー17は、弾性体から形成する構成に限らず、樹脂材などの非弾性体で形成し、ねじ止めにより天面13Dに固定する構成であってもよい。
【0019】
図4は
図3のIV−IV線断面図である。
図5は、防犯灯1の分解斜視図である。
図4および
図5に示すように、防犯灯1は、上記灯具本体10、及びグローブ30の他に、基板50を備える。
灯具本体10の上記平板部11は、その底面に基板50を取り付ける基板取付け面20を備える。平板部11の上面は、灯具本体10の上記天面10Bを構成し、この上面に、上述した支持部本体13が一体に形成されている。
平板部11の基板取付け面20には天面10Bに貫通する開口22が形成され、この開口を通じて上記天面10Bの支持部本体13の中空内部が連通し、この基板取付け面20に、支持部本体13の中空内部が凹部18(収納凹部)として設けられる。
【0020】
基板50は、略矩形の回路実装基板であり、例えば、その通電部(不図示)は、高熱伝導性の銅箔からなり、その他の絶縁部(不図示)は樹脂からなる基板が用いられている。基板50は、両面が実装面の基板である。基板50には、発光素子たる複数のLED51が実装されている。LED51は、本実施形態では、レンズ付LEDである。複数のLED51は、基板50の表面50A(基板50において、防犯灯1の照射側の面)に実装される。なお、本実施形態では、LEDを光源として備えているが、光源として、例えば有機EL等の他の発光素子を備えていてもよい。
また、基板50の裏面50Bには、電源回路60を構成する複数の電源部品61が実装される。電源部品61は、電源用半導体素子等の電子部品である。このように、本実施形態の基板50には、一枚の基板上に複数のLED51および複数の電源部品61が配置されている。
【0021】
複数の電源部品61は、
図5に示したように、LED51を配置した位置から横にずれた位置で、基板50上に配置される。本実施形態では、防犯灯1の設置状態において、基板50の実装面は、表面50Aの前方側のエリアが光源エリアとして規定され、裏面50B、及び表面50Aの後方側のエリアが電源回路エリアとして規定されている。光源エリアには、複数の上記LED51が配置され、電源回路エリアには、複数の電源部品61が纏めて配置される。すなわち、防犯灯1を側面視したときに、基板50の前方側に複数のLED51が纏めて配置され、これらLED51から横にずれた後方側に、複数の電源部品61が纏めて配置される。
各電源部品61は、
図4に示すように、取り付け用のリード68(取付脚)を有し、このリード68を基板50に予め設けられた孔に差し込んで取り付けられる。リード68は、基板50の表面50Aにはんだ付けされながら配線される。複数の電源部品61のうち、リード68よりも背高の部品に関しては、基板50の裏面50Bに配置される。つまり、大半の電源部品61は、LED51が実装された面(表面50A)とは反対側の面(裏面50B)に突出するように基板50に配置される。複数の電源部品61のうち、リード68と略同じ高さ、或いは、背低の電子部品61Aに関しては、LED51が配置された基板50の表面50Aに配置されてもよい。要するに、複数のLED51と複数の電源部品61とは、一枚の基板50上に配置されるとともに、LED51と、電源部品61と、が横にずらした位置で、かつ、基板50の表裏の面に分けて配置される。基板50において、LED51が取り付けられた部分をLED取付け部50Cとし、電源部品61が取り付けられた電源部品取付け部50Dとする。LED取付け部50Cと、電源部品取付け部50Dと、は互いにオーバーラップしない位置で基板50上に配置される。電源部品取付け部50Dには、基板50の表面50Aに、リード68、半田68A、及び、背低の電子部品61Aが突出する。
【0022】
電源回路60は、商用電力を直流電力に変換してLED51の点灯電力を生成する電源回路である。電源回路60には、支持部本体13の後端部13Cから引き出された電線62を通じて商用電力が供給される。支持部本体13の後端部13Cには、電線62を引き出す電線孔63が設けられる。電線孔63には、電線カバー64が着脱自在に挿入される。電線62は、電線カバー64により、電線孔63から液密に支持部本体13内に引き込まれる。
電源回路60には、明るさセンサー65が接続されている。明るさセンサー65は、複数の電源部品61とともに、基板50の裏面50Bに配置される。明るさセンサー65は、ポッティングタイプのフォトトランジスタにより構成される照度センサーである。明るさセンサー65は、前述のセンサーカバー17に対応する位置に設けられる。明るさセンサー65は、特に、基板50を灯具本体10に取り付けた際に、受光素子がポッティング封止されたセンサー頭部が、センサーカバー17内に収まるように基板50上に配置される。
【0023】
明るさセンサー65は、センサーカバー17を介して採光用開口15から灯具本体10内に入射した外部の光に基づいて、防犯灯1の周囲の明るさを検知する。電源回路60には、明るさセンサー65の検知信号に基づき、防犯灯1の周囲の明るさに応じて電源回路60を制御し点灯/消灯を行う点灯回路が設けられており、これにより、自律的な点灯制御が行われる。なお、本実施形態では採光用開口15を凹部18の天面に設ける構成としたが、これに限らず、外部の光を凹部18内に入射させることができるように、凹部18の壁面の適宜の位置に設けてもよい。
【0024】
基板取付け面20は、
図5に示すように、基板50と略同じ大きさ、或いは若干大きく構成される。基板取付け面20の少なくとも一部は、基板50の裏面50Bが密着し、LED51の熱が伝えられる伝熱面21として構成される。伝熱面21は、基板50の表面50AにLED51が配置されたLED取付け部50Cに対応する位置に設けられる。基板50の裏面50Bにおいて、LED取付け部50Cに対応する領域には、図示は省略するが、熱伝導膜が設けられる。熱伝導膜は、表面50Aに実装されたLED51の実装領域全体を覆う範囲に亘って、裏面50Bに設けられる。基板50は、裏面50Bのうち、この熱伝導膜が設けられた領域を伝熱面21に密着させて基板取付け面20に取り付けられる。これにより、基板50のLED取付け部50Cが、基板取付け面20に熱伝導可能に当接される。
灯具本体10は、上述のようにアルミニウム合金等の高熱伝導性を有する材料で形成されており、LED51の発熱は、基板50の裏面50Bから熱伝導膜を通じて灯具本体10の伝熱面21に伝えられ、灯具本体10の外気に接する面の略全面から外気に放熱される。
【0025】
基板取付け面20には、伝熱面21から横にずれた位置に上記開口22が形成され、この開口22を通じて支持部本体13の中空内部に平板部11の底面の側が連通する。開口22の大きさは、支持部本体13の底13Bと略同じ大きさ、或いは、若干小さく構成される。基板50は、裏面50Bに実装された複数の電源部品61、および、明るさセンサー65を凹部18内に収納させるとともに、開口22を覆って、基板取付け面20に取り付けられる。
【0026】
基板取付け面20には、
図5に示すように、基板50の取り付け位置を決める位置決めピン23が設けられる。位置決めピン23は、基板取付け面20からLED51の光軸方向に突出する棒状の部材である。基板取付け面20には、3箇所に位置決めピン23が設けられ、基板50を基板取付け面20に対して精度よく位置決めできるように構成されている。
基板50には、位置決めピン23に対応する位置に、位置決め孔52が設けられる。また、基板50および基板取付け面20には、互いに対応する位置にねじ孔54およびねじ穴24が設けられる。基板50は、位置決め孔52に位置決めピン23を挿通させて、かつ、ねじ53で基板取付け面20にねじ止めされることにより、基板取付け面20に位置決めされて取り付けられる。基板50は、基板取付け面20に取り付けられた際に、裏面50Bの一部が伝熱面21に密接し、かつ、裏面50Bに配置された電源部品61、および、明るさセンサー65が、凹部18に収納される。
【0027】
図6は、凹部18内での配線の固定構造を示す部分断面図である。なお、
図6では、配線の固定構造を明示するために、電源部品61などの基板50上に実装される部品を省略している。
図6に示すように、凹部18には、支持部本体13の後端部13Cに設けられた電線孔63を通して、電線62が引き込まれる。凹部18の内側には、電線ホルダー25が設けられる。電線ホルダー25は、支持部本体13の天面13Dから中空内部に向けて突出する。電線ホルダー25は、灯具本体10と一体に形成されている。なお、電線ホルダー25は、灯具本体10とは、別体に形成され、天面13Dに、凹部18内側から取り付けられていてもよい。電線ホルダー25は、ケーブルタイなどの結束バンド25Cが挿通される挿通孔25Bを備える。凹部18の内部に引き込まれた電線62は、挿通孔25Bに挿通された結束バンド25Cにより結束されて、電線ホルダー25に保持される。
【0028】
電線62の接続端部には、電線側コネクタ66が設けられる。基板50の裏面50Bには、電線62が接続される基板側コネクタ55が設けられる。基板側コネクタ55は、電源部品61、および、明るさセンサー65を避けて電線62を凹部18の内側に配線できる位置に設けられる。また、基板側コネクタ55は、組み立て工程時に、電線側コネクタ66を基板側コネクタ55に接続させてから、電源部品61、および、明るさセンサー65を凹部18の内側に容易に収納できる位置に設けられる。本実施形態においては、基板側コネクタ55は、電線孔63を通して凹部18内に引き込まれた電線62が、明るさセンサー65の周囲を通って接続される位置に設けられる。また、電線62は、電線孔63から、明るさセンサー65の周囲を通って基板側コネクタ55に接続されるのに十分な長さが凹部18内に引き込まれる。電線62には、凹部18内に引き込まれた所定の長さの電線62が凹部18の外側に引き出されないようにするストッパー67が取り付けられる。ストッパー67は、ケーブルタイなどの結束バンドであってもよい。
【0029】
センサーカバー17が挿入された採光用開口15の縁には、この縁に沿って、採光用開口15から所定の距離、離れた位置に、壁26(リブ)が設けられる。壁26は、支持部本体13の後ろ側が切りかかれた平面視C字状に構成される。壁26は、センサーカバー17の支持部本体13の天面13Dからの突出高さと略同じ高さに形成される。壁26は、採光用開口15からの距離が、センサーカバー17と、壁26と、の間に鳥の口ばしや爪が入りにくい距離に配設される。このように、センサーカバー17が挿入された採光用開口15の淵に沿って壁26を設けたため、センサーカバー17が鳥によって持っていかれたり、破損されたりするのを防ぐことができる。また、灯具本体10は、底面10Aを路面8Rに対して、20°程度傾斜させて取り付けられるため、壁26が設けられた支持部本体13の天面13Dも、灯具本体10の底面10Aと同様の方向に路面8Rに対して傾斜する。壁26は、傾斜の下側が切りかかれた平面視C字状であるため、壁26と、センサーカバー17と、の間に生じた雨滴などの水滴を、切り欠き部分かから効率よく排出することができる。
【0030】
グローブ30は、灯具本体10の底面10Aの側を覆って閉塞する。
図5に示すように、グローブ30は、灯具本体10の底面10Aと略同じ大きさの板状に形成される。グローブ30は、その左右両側の縁に、一対の爪36を備える。灯具本体10には、この爪36に対応する位置に一対の引掛孔28が形成される。グローブ30は、爪36を、灯具本体10の内側から、引掛孔28に引っ掛かけて、灯具本体10の底面10Aを覆って取り付けられる。さらに、グローブ30は、前後端部に、外周淵が切り欠かれた切り欠き38を備え、この切り欠き38に挿通したねじ40により、灯具本体10の底面10Aにねじ止めされる。
【0031】
灯具本体10の底面10Aには、基板取付け面20を取り囲むように環状のパッキン嵌込溝29が設けられている。このパッキン嵌込溝29には、環状の止水用のパッキン19が嵌め込まれる。
図7は、グローブ30の構成を示す図である。
図7に示すように、グローブ30には、灯具本体10の底面10Aに対向する面である裏面30Bに、環状のパッキン押圧リブ37が設けられている。パッキン押圧リブ37は、パッキン嵌込溝29に対応する位置に設けられ、グローブ30を灯具本体10に取り付けた際に、パッキン嵌込溝29に挿入される構成である。グローブ30を灯具本体10に取り付けた際には、パッキン嵌込溝29に嵌め込まれたパッキン19は、パッキン押圧リブ37により押圧され、パッキン押圧リブ37とパッキン19とが密着する。これにより、止水用のパッキン19を、灯具本体10と、グローブ30と、の間で挟持させて、基板取付け面20の防水を図ることができる。
【0032】
上述の引掛孔28は、パッキン嵌込溝29の外側に配置される。引掛孔28は、平板部11の表裏を貫通するため、引掛孔28から、灯具本体10の内側に水が浸入する虞がある。そこで、平板部11の後側面11Bには、
図5に示すように、後端部に水抜き孔27が設けられる。水抜き孔27は、底面10Aを切り欠いて後側面11Bに形成される。灯具本体10の使用状態で平板部11は、灯具本体10の底面10Aと同様の方向に路面8Rに対して傾斜する。引掛孔28から、灯具本体10の内側に浸入した水は、グローブ30のパッキン押圧リブ37と、平板部11の内側面との間で、グローブ30の裏面30Bを伝って、灯具本体10の後端部に向かって流れ、水抜き孔27から外部に排出される。
【0033】
図5に示すように、グローブ30は、基板50のLED取付け部50Cと、電源部品取付け部50Dと、を一体に覆う。グローブ30は、基板50のLED取付け部50Cに対応する光源対応部30C(対応部)と、基板50の電源部品取付け部50Dに対応する電源対応部30D(対応部)とに区分けされる。
グローブ30の電源対応部30Dは、光源対応部30Cよりも、表面30A側に一段高く形成される。電源対応部30Dは、表面30A側に一段高く形成されることで、その内部(裏面30B側)が一段分高さ方向に広げられる。グローブ30は、電源対応部30Dの内部が広げられる構成であればよく、必ずしも電源対応部30Dは階段状に形成されていなくてもよい。例えば、グローブ30の電源対応部30Dを、光源対応部30Cよりも表面30A側に膨出させてもよい。
【0034】
基板50の表面50Aには、電源部品取付け部50Dに、電源部品61のリード68と半田68A、およびリード68と略同じ高さ、或いは、リード68よりも背低の電子部品61Aが突設される。基板50の電源部品取付け部50Dは、電源対応部30Dにより覆われる。これらの、基板50の表面50Aに突設したリード68、半田68A、および電子部品61Aは、電源対応部30Dの一段分高さ方向に広げられた内部に収納される。これにより、基板50の表面50Aに突設したリード68、半田68A、および電子部品61Aに緩衝することなく、グローブ30を灯具本体10に取り付けることができる。
【0035】
図7に示すように、グローブ30の裏面30Bには、光源対応部30Cに基板押圧リブ38(リブ)が設けられる。基板押圧リブ38は、グローブ30を灯具本体10に取り付けた状態で、基板50のLED取付け部50Cを伝熱面21に対して押圧する。基板押圧リブ38は、パッキン押圧リブ37の内側で、すべてのLED51を取り囲む位置に配置される。基板押圧リブ38は、光源対応部30Cの左右に設けられた一対の平面視略L字状の押圧リブから構成される。なお、基板押圧リブ38は、LED51を一つずつ取り囲むように複数を設けられてもよいし、LED51を複数のグループに分けてグループごとにLED51を取り囲むように設けてもよい。この構成によれば、グローブ30を灯具本体10に取り付けた状態で、基板50のLED取付け部50Cを伝熱面21に対して押圧して密着させるため、LED51の熱を効率よく灯具本体10に伝熱させて放熱することができる。
【0036】
また、グローブ30には、電源対応部30Dの全体、及び、光源対応部30Cの、すべてのLED51を取り囲む範囲にしぼ加工が施される。光源対応部30Cには、基板押圧リブ38、及び、基板押圧リブ38よりも外側の領域にしぼ加工が施される。このように、グローブ30にしぼ加工を施すことで、基板50の裏面50Bに突出する電源部品61の取付け脚や電源部品が、街路8を通行する通行者から見えないようにすることができる。
【0037】
また、グローブ30の後端部には、パッキン押圧リブ37の内側に通気孔34が設けられる。この通気孔34には、フィルター35が取り付けられる。灯具本体10の底面10Aをグローブ30で閉塞したため、LED51の発熱等により防犯灯1内の空気が膨張する場合がある。グローブ30に通気孔34を設けたため、防犯灯1内で膨張した空気を防犯灯1の外部に逃がすことができる。また、通気孔34にフィルター35を設けたため、通気孔34から防犯灯1の内部に塵埃や虫等の異物が入り込むのを防ぐことができる。さらに、グローブ30に通気孔34を設けたため、グローブ30の内部空気を循環させることができ、グローブ30内に結露が発生するのを防ぐことができる。
【0038】
また、グローブ30には、LED51の各々に対応した位置に光学素子たる照明用レンズ33が一体に備えられている。各々の照明用レンズ33は、照射光の配光を制御する光学部材である。照明用レンズ33をグローブ30に一体に設けることで、基板50とグローブ30との間の隙間を縮め、防犯灯1を薄型にすることができる。
なお、照明用レンズ33の具体的な構成については後述する。
【0039】
ここで、照明用レンズ33により照射光の配光を制御することから、LED51と照明用レンズ33とは、精度よく所定の位置関係に配置する必要がある。LED51及び照明用レンズ33のそれぞれは、光学設計の基準位置となる光学基準点位置を有している。LED51の光学基準点位置は、発光点の光軸であり、照明用レンズ33の発光基準点位置は、光学中心である。
基板50とグローブ30とは、LED51の光学基準点位置と、照明用レンズ33の光学基準点位置とが一致する位置で、精度よく位置決めされる。上述したように、基板50は、基板取付け面20に対して、位置決めピン23、及び、ねじ穴24により位置決めされて、灯具本体10に取り付けられる。グローブ30は、基板取付け面20に設けられた位置決めピン23に対応する位置に、位置決めピン23を受ける受溝41を備える。受溝41は、グローブ30の裏面30Bを凹ませ、表面30Aに膨出させて、形成される。グローブ30は、位置決めピン23を受溝41に挿入させ、枠状に形成されたパッキン押圧リブ37をパッキン嵌込溝29に挿入させ、一対の爪36を灯具本体10の一対の引掛孔28に引き掛けて、灯具本体10に対して位置決めされる。このように、基板50、および、グローブ30は、灯具本体10に対して位置決めされることで、LED51の光学基準点位置と、照明用レンズ33の光学基準点位置とが一致する位置で、精度よく位置決めされるように構成されている。
また、グローブ30には、基板50を基板取付け面20にねじ止めするねじ53に対応する位置に、このねじ53の頭を逃げる逃溝42が設けられる。逃溝42は、グローブ30の裏面30Bを凹ませ、表面30Aに膨出させて、形成される。
【0040】
次いで、照明用レンズ33の構成について詳述する。
図8はグローブ30に設けた照明用レンズ33の斜視図である。
図9はグローブ30に設けた照明用レンズ33の三面図であり、
図9(A)は照明用レンズ33の平面図、
図9(B)は照明用レンズ33の街路方向Gに向けられる側の側面図、
図9(C)は照明用レンズ33の横断方向Wに向けられる側の側面図である。また
図10はグローブ30に設けた照明用レンズ33の断面図であり、
図10(A)は
図9(A)のA−A断面図、
図10(B)は
図9(A)のB−B断面図である。
グローブ30の表面30Aには、
図2に示すように、複数(図示例では5つ)のLED51の各々に対応した位置に照明用レンズ33が一体に設けられている。
照明用レンズ33の各々はいずれも同一形状の凸レンズであり、LED51の光を街路8の路面8Rに配光し、この路面8Rの照射領域を照明する。この照明用レンズ33の配光は、横断方向W(
図1)よりも街路方向Gに長い照射領域を照射する、いわゆる横長配光である。なお、横断方向Wは、街路8を横断する方向であって街路方向Gに直交する方向である。
【0041】
図10に示すように、グローブ30の裏面30Bが照明用レンズ33の底面(入射面71の外側で出射面72と反対側を向く面)に相当する。この裏面30Bには、照明用レンズ33の直下位置に、LED51が配置される凹部70が形成されている。LED51は、いわゆるレンズ付きLEDであり、LEDチップ51Aの発光面51A1に砲弾型レンズ51Bが設けられている。凹部70には、LED51の砲弾型レンズ51Bが収められ、当該凹部70の開口面70A(すなわち、グローブ30の裏面30B)と面一にLEDチップ51Aの発光面51A1が配置されている。
【0042】
LED51は、発光面51A1の中心が発光点Qとして設定され、発光点Qから発光面51A1の法線方向に延びる軸を光軸Kとして光を放射する。LED51の配光は、発光点Qを基準とし、かつ光軸Kからの角度をαとした場合に、光度分布がcosαに比例する、いわゆるランバート配光であり、LED51は、光軸K方向から当該光軸Kに直交する方向に到る広範囲に亘って発光点Qから光を放射する。
このLED51が凹部70の開口面70Aに発光点Qを合せて配置されることで、発光点Qから広範囲に放射される光が凹部70の略全面に入射されようになり、当該凹部70の全面が照明用レンズ33の底面(グローブ30の裏面30B)に設けた入射面71となる。
この入射面71の構成については後述する。
【0043】
また照明用レンズ33は、グローブ30の表面30Aに凸状に設けた出射面72を有し、入射面71から入射した光が出射面72の略全面から光軸Kと直交する第1方向と、この光軸K及び第1方向と直交する第2方向との各々に拡張されて出射される。この照明用レンズ33の配光は、第2方向よりも第1方向へ大きく光を拡張する、いわゆる横長配光である。
この照明用レンズ33は、防犯灯1に組み込まれた状態において、第1方向が街路方向Gを向き、第2方向が横断方向Wに向くようにグローブ30に設けられ、これにより、当該防犯灯1の配光が街路8の路面8Rを横長に照射する横長配光となる。
【0044】
照明用レンズ33の出射面72は、
図8、及び
図9に示すように、大別すると、主出射面73と、補助出射面74とを備えている。
主出射面73は、第2方向(横断方向W)よりも第1方向(街路方向G)に延びた上記横長配光を形成するように、これら第2方向、及び第1方向のそれぞれに光を拡張する光制御面であり、第1出射面73Aと、第2出射面73Bとを備えている。
第1出射面73Aは、主として街路方向Gに光を拡張する光制御面である。
この第1出射面73Aは、
図8に示すように、平面視略楕円形を成し、中心にLED51の光軸Kが配置される。この第1出射面73Aの中心、すなわち光軸Kと交差する箇所には、その周辺よりも曲率がより大きな曲面である第3出射面73A1が設けられている。この第3出射面73A1は、周辺の第1出射面73Aよりも大きく光を拡張することで、光軸K近傍に向かう光束を周辺に振り分け、当該光軸K近傍での照度が過度に高まるのを防止している。
【0045】
第2出射面73Bは、第1出射面73Aを間に挟んで第2方向(横断方向W)の両側の各々に、当該第1出射面73Aに連続して設けられた曲面であり、主として横断方向Wに光を拡張する。
【0046】
主出射面73の第1出射面73A、第2出射面73B、及び第3出射面73A1の各々の曲率や形状は、防犯灯1の設置位置、及び路面8Rにおける照射領域の街路方向G、及び横断方向Wの各々の長さになどによって規定され、また後述する入射面71における光制御に応じても変えられる。
【0047】
図11は、
図9(A)のB−B断面における照明用レンズ33の光線図である。このB−B断面は光軸K、及び第2方向(横断方向W)を含む断面に相当し、この光線図は、第2方向(横断方向W)における光制御を示している。
補助出射面74は、入射面71に入射した光のうち、主出射面73から逸れた光を、路面8Rの照射領域に向かわせる光制御面である。
詳述すると、
図11に示すように、照明用レンズ33の底面(すなわち、グローブ30の裏面30B)には、入射面71の両側のそれぞれに第1反射面75が設けられている。この第1反射面75は、LED51の発光点Qから放射され入射面71に入射した光束のうち、照明用レンズ33の出射面72を逸れてグローブ30の中を進行する光束M1を、当該出射面72の上記補助出射面74に向けて全反射する。この光束M1が補助出射面74に入射され、主出射面73が照射する照射領域に向けられる。
これにより、グローブ30の中を進行して無駄になる光束M1が照射領域の照射に用いられるので、光の利用効率が向上することとなる。
【0048】
上記第1反射面75は、グローブ30の裏面30Bに断面三角形の凹みを設け、この凹みの傾斜面によって構成される。図示は省略するが、第1反射面75を構成する断面三角形の凹みは、少なくとも街路方向Gにおける入射面71の長さN(
図12)に亘って設けられており、入射面71で生じる上記光束M1の殆どを補助出射面74に向けて反射する。また第1反射面75の傾斜角度、及び、裏面30Bから表面30Aに向かう方向の高さは、入射面71や主出射面73などの他の光制御面との関係によって決定される。
【0049】
上記補助出射面74は、第1反射面75のそれぞれごとに設けられ、
図11に示すように第1反射面75の直上に、
図9に示すように主出射面73の縁73Fに繋がるように、当該主出射面73の第1方向(街路方向G)における長さと略同じ長さで設けられている。
それぞれの補助出射面74は、第2方向(横断方向W)において各出射光がクロスし、照射領域の第2方向(横断方向W)における端部を照らすように、光束M1を光制御される。これにより照射領域の横断方向Wの端部での照度が光束M1によって補われ、横断方向Wへの照射領域の拡張も可能になる。
【0050】
この補助出射面74は、第1反射面75との関係に基づいて設計されていることから、第1反射面75から反射されて入射する光以外の光については光制御が正確ではなく、いわゆる漏れ光となる。
そこで、
図11に示すように、この補助出射面74は、入射面71に入射した光束のうち、第1反射面75で反射されずに補助出射面74に直接入射する光束M2を、照明用レンズ33の底面の側(すなわち、グローブ30の裏面30Bの側)に全反射により反射している。
これにより、補助出射面74から漏れ光が出射されるのが防止され、照明用レンズ33による配光品位の低下が抑制される。
【0051】
図12は、
図9(A)のA−A断面における照明用レンズ33の光線図である。このA−A断面は光軸K、及び第1方向(街路方向G)を含む断面に相当し、この光線図は第1方向(街路方向G)における光制御を示している。
この照明用レンズ33の主出射面73は、第1方向(街路方向G)に延びた平面視楕円形に形成され、
図12に示すように、その第1方向における端部である第1方向端部73Tから出射された光が第1方向の遠方に向けられている。
したがって、主出射面73の第1方向における両端に、上記第1方向端部73Tに代えて、漏れ光を防止する上記補助出射面74を設けた場合、第1方向における照射領域の両端部の照度は補われるものの、上記第1方向端部73Tが無いことから、そのままでは照射領域の第1方向の長さが短縮されてしまう。
【0052】
そこで、この照明用レンズ33では、入射面71の光制御によって第1方向における漏れ光の有効利用を図る構成とし、この構成について、以下に説明する。
すなわち、
図12に示すように、照明用レンズ33の入射面71は、第1方向(街路方向G)を含む断面において、第1入射面80と、第2入射面81とを備え、この断面形状が横断方向Wに延びて形成されている。
第1入射面80は、主出射面73の側に凸な曲面であって、光軸Kと交差する部分において光軸Kと直交し、発光点Qから入射する光を主出射面73に向かわせるように光制御し、この照明用レンズ33では、第1方向を含む断面において、非球面形状に形成されている。
【0053】
第2入射面81は、第1入射面80の縁80Aにつながり第1入射面80と照明用レンズ33の底面(すなわち、グローブ30の裏面30B)との間に設けられた入射面である。この照明用レンズ33では、入射面71を構成する凹部70の略全面に光が入射されることから、入射面71にあっては、第1方向を含む断面において、入射光の全てを光制御すべく、第2入射面81が照明用レンズ33の底面まで延ばして設けられている。
【0054】
図13は、第1方向を含む断面において、入射面71を第1入射面80のみで仮想的に形成した場合の光線図である。
この図に示すように、入射面71を第1入射面80のみで形成した場合には、入射面71に入射した光束の一部の光束M3は、主出射面73から逸れてしまい、この光束M3が無駄となる。
そこで、この照明用レンズ33では、入射面71において、光束M3が入射する範囲Sに第2入射面81を設け、この第2入射面81が光束M3を主出射面73に向かうように光制御している。
この照明用レンズ33では、第2入射面81は発光点Qから所定半径の球面に形成され、
図12に示すように、入射した光を光軸Kの側に屈折し、主出射面73に入射するように光制御する。また、この照明用レンズ33では、第2入射面81は、主出射面73のうち、第1方向端部73Tに光束M3を入射させている。これにより、光束M3が第1方向端部73Tによって、第1方向(街路方向G)の遠方に向けられ、当該遠方が効率良く照射されることとなる。
【0055】
ここで、この照明用レンズ33にあっては、
図14に示すように、第1入射面80も第2入射面81と同様に、第1方向を含む断面において、入射光を光軸Kに側に屈折して主出射面73に向ける光制御面として形成されている。
より詳細には、この第1入射面80は、
図14に示すように、光源の位置に対応する光軸上の基点である上記発光点Qから入射面71に直接的に到達する光が入射面71を透過するときの屈折角をθ1とし、このθ1の符号を入射面71の法線Fに対して光軸Kの側を負、その反対側を正としたときに、第1入射面80、及び第2入射面81ではいずれもθ1の符号が負となり、光軸Kの側に光を屈折させることとしている。
【0056】
第1方向を含む断面において、第1入射面80が光を光軸Kの側に屈折させることで、第1入射面80に入射した光の拡がりが抑えられる。したがって、この光が入射する主出射面73にあっては、第1方向における長さNa(
図11)を短縮でき、コンパクトな照明用レンズ33を構成できる。
これにより、グローブ30に複数のLED51、及び照明用レンズ33を設ける場合に、より多くのLED51、及び照明用レンズ33を設けることが可能となり、高出力化が容易となる。
【0057】
図15は、照明用レンズ33を備えた防犯灯1の照度分布図である。
この図に示すように、この防犯灯1は、横断方向Wが約6メートルの幅の路面8Rを、街路方向Gに沿った各々の方向に10メートル遠方まで照射している。
この照射領域において、横断方向Wの両端部エリアWaには、横断方向Wを含む断面において、照明用レンズ33の主出射面73から逸れてグローブ30の中を進行する光束M1が第1反射面75、及び補助出射面74によって向けられて照射される。この防犯灯1にあっては、仮に第1反射面75、及び補助出射面74が無いとすれば、上記光束M1は防犯灯1の背後側(街路8とは反対側)のエリアHを照射し、光害や光の無駄を生じさせる。特に、この光束M1が照射するエリアHは、防犯灯1に比較的近いことから、エリアHの照度も比較的大きく、漏れ光の影響は顕著となる。このような光束M1が横断方向Wの両端部エリアWaの照射に用いられることで、光害を抑え、光の利用効率を高めることができる。
【0058】
また、照射領域において、街路方向Gの両端部エリアGaには、街路方向Gを含む断面において、第2入射面81によって照明用レンズ33の主出射面73に入射するように光制御された光束M3が照射される。この光束M3は、上述のとおり、第2入射面81が無い場合には、主出射面73から逸れてグローブ30を進行する光である。このような光束M3が街路方向Gの両端部エリアGaの照射に用いられることで、光の利用効率が高められ、また照射領域の街路方向Gにおける遠方までの距離を延長させることができる。
【0059】
また、この照射領域において、防犯灯1の正面側(直下近傍)のエリアLにおいては、主出射面73が備える第1出射面73Aで、第2出射面73Bよりも拡がるように光制御された光が照射される。これにより、エリアLの照度が他よりも過度に高くなるのが抑えられ、照射領域における照度分布のムラが抑えられる。
【0060】
ここで、本実施形態の防犯灯1は、底面(出射面)が街路8の横断方向Wに長い縦長の略矩形形状としたが、これに限らず、
図16に示した変形例のように、底面が街路8の街路方向Gに長い横長の略矩形形状であってもよい。
図16は、変形例の防犯灯100の構成を概略的に示す分解斜視図である。なお、この変形例において、上述の実施形態と同一の構成に関しては同一の符号を付して、その説明を省略する。また、この
図16では、ねじ穴やねじ、パッキン嵌合溝やパッキンなどの詳細な構成については図示を省略するが、防犯灯100は、上述の実施形態(
図5参照)で示した種々の細部構成を備えるものである。
【0061】
防犯灯100は、照射器本体110の基板取付け面120の略中央に開口し、支持部本体113の中空内部により構成される凹部118(収納凹部)を備える。また、基板取付け面120は、凹部118の開口を挟んで配置された伝熱面121を有する。基板150の表面150Aには、複数のLED151が2つのグループに分けて配置され、各グループが、基板150の街路方向Gの両端部に、離して配置されている。基板150は、LED151が実装される一対のLED取付け部150Cと、一対のLED取付け部150Cの間で、基板150の略中央に設けられる電源部品取付け部150Dと、に区分けされる。基板取付け面120の伝熱面121は、基板150のLED取付け部150Cに対応する領域に配置される。基板150は、LED取付け部150Cの裏面(LED151が配置された面とは逆の面)を伝熱面121に当接させて、基板取付け面120に取り付けられる。電源部品取付け部150Dには、図示は省略するが、電源回路を構成する電源部品61、および、明るさセンサー65が、裏面に突設される。
【0062】
基板150の電源部品取付け部150Dは、照射器本体110の凹部118に対応する位置に配置されており、基板取付け面120に基板150を取り付けた際に、基板150の裏面に配置された電源部品61、および、明るさセンサー65が、凹部118に収納される。照射器本体110の底面110Aは、グローブ130に覆われて閉塞される。グローブ130は、略板状の透明部材であり、例えば樹脂材やガラスで形成される。グローブ130は、基板150のLED取付け部150Cと、電源部品取付け部150Dと、を一体に覆う。グローブ130は、LED取付け部150Cに対応する光源対応部130Cと、電源部品取付け部150Dに対応する電源対応部130D(対応部)とに区分けされる。
図示は省略するが、グローブ130の電源対応部130Dは、光源対応部130Cよりも、表面130A側に一段高く形成される、或いは、膨出されその内部が広げられる。基板150の表面150Aに突設した電源部品61の取付け脚および電源部品は、電源対応部30Dの高さ方向に広げられた内部に収納される。
【0063】
以上説明したように、本発明の防犯灯1は、灯具本体10と、灯具本体10の基板取付け面20に配置される基板50と、を備え、基板50の表面50AにLED51を配置し、LED51を配置した面から横にずれた、基板50の裏面50Bに電源部品61を配置し、灯具本体10に基板取付け面20に開口し、電源部品61を収納する収納凹部18を形成した。
この構成によれば、LED51および電源部品61が配置された基板50は、収納凹部18に電源部品61を収納させて、基板取付け面20に取り付けられる。よって、防犯灯1は、部品同士を灯具本体10内で接続部品等を用いて接続する必要がなく、少ない部品点数で、容易に組み立てることができる。
【0064】
また、LED51及び電源部品61が一枚の基板50上に配置され、基板50の裏面50Bに電源部品61の他に光センサー65を配置した。
この構成によれば、LED51が実装された基板と、電源部品61が実装された基板と、光センサー65と、を互いに接続したり、別々に灯具本体10に接続したりする必要がなく、一枚の基板50を灯具本体10に取り付けるだけでよい。よって、防犯灯1は、少ない部品点数で、容易に組み立てることができる。
【0065】
また、基板50のLED取付け部50Cが灯具本体10の基板取付け面20に熱伝導可能に当接する。
この構成によれば、LED51の発熱を基板取付け面20から灯具本体10に伝熱させて、灯具本体10の外表面から外気に放熱することができる。よって、LED51の発熱を効率よく、放熱させることができる。
【0066】
また、LED51と、電源部品61の取付け脚と、を一体に覆うグローブ30を備えた。
この構成によれば、LED51と、電源部品61の取付け脚と、グローブ30で一体に覆うため、防犯灯1は、少ない部品点数で、容易に組み立てることができる。
【0067】
また、LED51と、電源部品61の取付け脚と、を一体に覆うグローブ30を備え、グローブ30に基板50のLED取付け部50Cを押圧する基板押圧リブ38を配置した。
この構成によれば、LED51と、電源部品61の取付け脚と、グローブ30で一体に覆うことで、基板50のLED取付け部50Cを基板取付け面20に対して押圧することができる。これにより、LED取付け部50Cを基板取付け面20に密接させて、LED51の発熱を伝熱面21に効率よく伝熱させることができる。
【0068】
また、グローブ30がLED51に対応した照明用レンズ33を一体に備える。
この構成によれば、グローブ30が照明用レンズ33を一体に備えるため、防犯灯1は、少ない部品点数で、容易に組み立てることができる。
【0069】
また、グローブ30がLED51の対応部である光源対応部30Cと、電源部品61の取付け脚の対応部である電源対応部30Dとに区分けされ、電源部品61の取付け脚の対応部である電源対応部30Dが一段高く形成される。
この構成によれば、電源部品61の取付け脚に緩衝することなく、グローブ30を取り付けることができる。
【0070】
また、基板50の外周部を囲って止水用のパッキン19を配置し、止水用のパッキン19を灯具本体10とグローブ30の間に挟持させた。
この構成によれば、灯具本体10にグローブ30を取り付けることで、パッキン19により、基板50の防水を容易に図ることができる。
【0071】
また、収納凹部18の壁面に明るさセンサー65に対応する採光部たる採光用開口15を配置した。
この構成によれば、電源部品61および明るさセンサー65を凹部18に収納して、基板50を灯具本体10に取り付けることで、明るさセンサー65を採光部に配置することができる。よって、防犯灯1を、少ない部品点数で、容易に組み立てることができる。
【0072】
また、収納凹部18の外壁面に採光用開口15を囲うC字状の壁26を形成した。
この構成によれば、採光用開口15に挿入されたセンサーカバー17が鳥によって持っていかれたり、破損されたりするのを防ぐことができる。
【0073】
また、収納凹部18の内側に電線ホルダー25を配置した。
この構成によれば、電線62を電線ホルダー25に保持させて、凹部18内に収納することができ、防犯灯1を組み立てる際に、電線62の凹部18内での配線を容易に行うことができる。
【0074】
また本実施形態によれば、照明用レンズ33の入射面71は、出射面72の側に凸な曲面である第1入射面80と、この第1入射面80の縁80Aにつながり当該第1入射面80と照明用レンズ33の底面との間に設けられた第2入射面81と、を備え、第1入射面80、及び第2入射面81はいずれも、発光点Qから入射する光を光軸Kの側に屈折する構成とした。
この構成によれば、第2入射面81の屈折作用によって、光の利用効率が高められるとともに、第1入射面80が光を光軸Kの側に屈折することから、この光の拡がりが抑えられ出射面72の大きさを小さくできる。これによりコンパクトでありながらも、効率が良い照明用レンズ33が得られる。
【0075】
また本実施形態によれば、第2入射面81は、入射した光を主出射面73の第1方向端部73Tに入射する構成とした。
この構成によれば、第2入射面81が無ければ無駄になる光が第1方向の遠方の照明に用いられることで、第1方向の照射領域の遠方の照度不足を補い、また遠方までの距離を効率良く延ばすことができる。
【0076】
また本実施形態によれば、照明用レンズ33の底面に相当するグローブ30の裏面30Bには、光軸Kの方向、及び第1方向(街路方向G)と直交する第2方向(横断方向W)における入射面71を挟んだそれぞれに、出射面72に向けて光を反射する第1反射面75を備える構成とした。
この構成によれば、第2方向を含む断面において、出射面72を逸れてグローブ30の中を進行する光を照明に利用することができ、光の利用効率が高められる。
【0077】
また本実施形態によれば、出射面72には、第1反射面75が反射した光が入射され、第2方向に配光する補助出射面74を備える構成とした。
この構成によれば、第2方向を効率良く照明できる。
なお、出射面72の光制御の態様によっては、光軸K、及び第1方向を含む断面において、入射面71を挟んだ両側のそれぞれに、第1反射面75を設けることもできる。
【0078】
また本実施形態によれば、補助出射面74は、入射面71から直接入射する光を、照明用レンズ33の底面の側に反射する構成とした。
この構成によれば、補助出射面74で光制御できない光成分が出射されてしまうのが防止される。
【0079】
また、本実施形態によれば、第1反射面75、及び補助出射面74は、いずれも全反射面とした。
これにより、光の利用効率が非常に高い照明用レンズ33が得られる。
なお、第1反射面75、及び補助出射面74の両方を必ずしも全反射面とする必要はない。
【0080】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば上述した実施形態では、屋外設置型の照明装置の一例として防犯灯1を例示したが、これに限らず、本発明は、街路灯や道路灯、投光器にも適用できる。
また、発光素子の一例としてLED51を例示したが、これに限らず、有機EL等の他の発光素子でも良い。
また、基板50は、LED取付け部50Cと、電源部品取付け部50Dと、が一枚の基板上に備える構成としたが、これに限らず、LED取付け部50Cと、電源部品取付け部50Dと、が別々の基板上に設けられていてもよい。
また、グローブ30が、光源対応部30Cと、電源対応部30Dとを一体に備える構成としたが、これに限らず、光源対応部30Cと、電源対応部30Dとが別体に形成されていてもよい。
また基板50には複数のLED50を設けたが、LED50を1つとしても良い。この場合は1つの照明用レンズ33がグローブ30,130に設けられる。