(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022126338
(43)【公開日】2022-08-30
(54)【発明の名称】照明用レンズ、および、照明器具
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20220823BHJP
F21V 5/00 20180101ALI20220823BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20220823BHJP
G02B 3/02 20060101ALI20220823BHJP
G02B 3/04 20060101ALI20220823BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20220823BHJP
F21Y 105/16 20160101ALN20220823BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 630
F21V5/00 510
G02B3/00
G02B3/02
G02B3/04
F21Y115:10 500
F21Y105:16
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021024360
(22)【出願日】2021-02-18
(71)【出願人】
【識別番号】000000192
【氏名又は名称】岩崎電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小川 大輔
(57)【要約】
【課題】グレアを抑えつつ良好な均斉度を得ること。
【解決手段】道路の路面を照明する照明器具に設けられ、前記照明器具が備える発光素子の光を制御し、前記道路の交通方向の延びた横長対称配光を形成する照明用レンズであって、前記発光素子の光が出射する凸状の出射面２２と、前記発光素子を覆い前記出射面２２の側に凹む入射面２４と、を備え、前記出射面２２は、前記交通方向における両方の肩部２２Ａに、内部に凸部を含むサグ部５０が形成されている。
【選択図】図４
【解決手段】道路の路面を照明する照明器具に設けられ、前記照明器具が備える発光素子の光を制御し、前記道路の交通方向の延びた横長対称配光を形成する照明用レンズであって、前記発光素子の光が出射する凸状の出射面２２と、前記発光素子を覆い前記出射面２２の側に凹む入射面２４と、を備え、前記出射面２２は、前記交通方向における両方の肩部２２Ａに、内部に凸部を含むサグ部５０が形成されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
道路の路面を照明する照明器具に設けられ、前記照明器具が備える発光素子の光を制御し、前記道路の交通方向の両方向に延びた横長対称配光を形成する照明用レンズであって、
凸状の出射面と、
前記発光素子を覆い前記出射面の側に凹む入射面と、
を備え、
前記出射面は、
前記交通方向における両方の肩部に、内部に凸部を含むサグ部が形成されている、
ことを特徴とする照明用レンズ。
凸状の出射面と、
前記発光素子を覆い前記出射面の側に凹む入射面と、
を備え、
前記出射面は、
前記交通方向における両方の肩部に、内部に凸部を含むサグ部が形成されている、
ことを特徴とする照明用レンズ。
【請求項2】
前記サグ部は、前記凸部よりもレンズ光学中心に近い方と遠い方のそれぞれに第１サグ部および第２サグ部を有し、第１サグ部の底面曲率が第２サグ部の底面曲率より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の照明用レンズ。
ことを特徴とする請求項１に記載の照明用レンズ。
【請求項3】
前記道路の交通方向に沿った断面において、前記サグ部における外形の光源光軸に対する角度変化は連続的に変化している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明用レンズ。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明用レンズ。
【請求項4】
前記サグ部は、
光源光軸を含み前記道路の交通方向に沿った断面において、
前記発光素子の中心を基点として前記光源光軸からの傾斜角度が４０度から７５度の範囲内に設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明用レンズ。
光源光軸を含み前記道路の交通方向に沿った断面において、
前記発光素子の中心を基点として前記光源光軸からの傾斜角度が４０度から７５度の範囲内に設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明用レンズ。
【請求項5】
前記サグ部は、
レンズ光軸の方向から視たときに、レンズ光学中心を基点として２０度の範囲内に形成されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明用レンズ。
レンズ光軸の方向から視たときに、レンズ光学中心を基点として２０度の範囲内に形成されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明用レンズ。
【請求項6】
請求項１から５のいずれかに記載の照明用レンズを備えたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明用レンズ、および、照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
道路などの路面を照明する照明器具において、設置間隔（スパン）を広げることで設置台数を減らすために、路面の交通方向における照射範囲を、より遠方まで広げた広スパン型の器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
ところで、道路照明において、照明器具が発する光を歩行者や運転者などが直接見ることでまぶしさを感じる「グレア」が従来から問題になっている。特に、設置間隔が長くなるほど、車両の運転手から照明器具を見た時の仰角が小さくなるため、広スパン照明器具では特にグレアが問題になる。
そして、グレアについては、照明器具の直下を０度、水平方向を９０度と定義した正弦等光度曲線において、鉛直角が７５度以上の範囲の光が問題となることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。また鉛直角が７５度以上の範囲の光を完全にカットしたカットオフ形照明器具と、まぶしさに考慮しないノンカットオフ形照明器具とを比較した実験の結果、８０％以上の被験者がカットオフ形器具でまぶしさが低減されていると回答したとの事例もある（例えば、非特許文献２参照）。
そして、グレアについては、照明器具の直下を０度、水平方向を９０度と定義した正弦等光度曲線において、鉛直角が７５度以上の範囲の光が問題となることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。また鉛直角が７５度以上の範囲の光を完全にカットしたカットオフ形照明器具と、まぶしさに考慮しないノンカットオフ形照明器具とを比較した実験の結果、８０％以上の被験者がカットオフ形器具でまぶしさが低減されていると回答したとの事例もある（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－１８７３０３号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】斎藤辰弥、芹田和尚“まぶしさの計算”、照明学会雑誌、一般社団法人照明学会、１９６４年、第４８巻、第１０号、ｐ．４９８－５０４
【非特許文献2】斎藤辰弥“高速道路の照明”、電気学会雑誌、一般社団法人電気学会、１９６４年、第８４巻、第９０５号、ｐ．１６７－１７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
道路照明において、重要な性能指標の１つに路面輝度の均斉度がある。
しかしながら、上記カットオフ形照明器具と、上記ノンカットオフ形照明器具とを比較した場合、均斉度はノンカットオフ形のほうが優れており、グレアを抑えつつ、規定の均斉度を得ることは困難であった。
しかしながら、上記カットオフ形照明器具と、上記ノンカットオフ形照明器具とを比較した場合、均斉度はノンカットオフ形のほうが優れており、グレアを抑えつつ、規定の均斉度を得ることは困難であった。
【0007】
本発明は、グレアを抑えつつ良好な均斉度が得られる照明用レンズ、および、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】
【0008】
本発明は、道路の路面を照明する照明器具に設けられ、前記照明器具が備える発光素子の光を制御し、前記道路の交通方向の延びた横長対称配光を形成する照明用レンズであって、前記発光素子の光が出射する凸状の出射面と、前記発光素子を覆い前記出射面の側に凹む入射面と、を備え、前記出射面は、前記交通方向における両方の肩部に、内部に凸部を含むサグ部が形成されている、ことを特徴とする。
【0009】
本発明は、上記照明用レンズにおいて、前記サグ部は、前記凸部よりもレンズ光学中心に近い方と遠い方のそれぞれに第１サグ部および第２サグ部を有し、第１サグ部の底面曲率が第２サグ部の底面曲率より大きいことを特徴とする。
【0010】
本発明は、上記照明用レンズにおいて、前記道路の交通方向に沿った断面において、前記サグ部における外形の光源光軸に対する角度変化は連続的に変化していることを特徴とする。
【0011】
本発明は、上記照明用レンズにおいて、前記サグ部は、光源光軸を含み前記道路の交通方向に沿った断面において、前記発光素子の中心を基点として前記光源光軸からの傾斜角度が４０度から７５度の範囲の間に設けられていることを特徴とする。
【0012】
本発明は、上記照明用レンズにおいて、前記サグ部は、レンズ光軸の方向から視たときに、レンズ光学中心を基点として２０度の範囲内に形成されていることを特徴とする。
【0013】
本発明は、上記照明用レンズを備えたことを特徴とする照明器具である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、グレアを抑えつつ良好な均斉度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係るトンネル照明器具の全体構成を示す斜視図である。
【図2】トンネル照明器具の設置状態を示す図である。
【図3】光源ユニットの斜視図である。
【図4】光源ユニットが備えるレンズ部を拡大して示す平面図である。
【図8】トンネル照明器具、比較例および比較例の正弦等光度曲線を示す図である。
【図9】鉛直角と光度の関係について、本実施形態に係るトンネル照明器具と従来製品との比較を示す概念図である。
【図14】レンズ板の裏面の側を視た斜視図である。
【図16】迷光の発生メカニズムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るトンネル照明器具１の全体構成を示す斜視図である。図２はトンネル照明器具１の設置状態を示す断面図である。
トンネル照明器具１は、図１に示すように、その正面が出射面１Ａとして構成されており、図２に示すように、当該出射面１Ａを路面に対面させた姿勢でトンネルＡの壁面Ａ１に設置され、出射面１Ａから照明光を出射することで路面を照明する。
図１は、本実施形態に係るトンネル照明器具１の全体構成を示す斜視図である。図２はトンネル照明器具１の設置状態を示す断面図である。
トンネル照明器具１は、図１に示すように、その正面が出射面１Ａとして構成されており、図２に示すように、当該出射面１Ａを路面に対面させた姿勢でトンネルＡの壁面Ａ１に設置され、出射面１Ａから照明光を出射することで路面を照明する。
【0017】
本実施形態のトンネル照明器具１は、図１に示すように、トンネルＡ（道路）の交通方向Ｄに長手方向を有する略直方形状の筐体２と、当該筐体２の出射面１Ａの側に形成された出射開口（図示せず）を塞ぐ略矩形板状の透光性材から成るカバー３と、当該カバー３を開閉可能に支持する開閉機構４と、閉状態のカバー３を筐体２に係止する留め具５と、を備えている。
【0018】
またトンネル照明器具１は、筐体２の両端のそれぞれに取付板６を備え、図２に示すように、これらの取付板６をボルトで壁面Ａ１に固定することで所定の取付角度α（例えば２０度から５０度までの範囲の角度）でトンネルＡに設置される。なお、取付角度αは、トンネル照明器具１の光軸（以下、器具光軸ＦＡという）と、トンネル照明器具１の光学中心（以下、器具光学中心ＯＡという）を起点とした鉛直直下方向ＧＡと、が成す角度である。
【0019】
かかる筐体２の内部には、照明光を放射する光源ユニット１０が配置されており、また、光源ユニット１０の点灯制御を行うための装置や、電源関係の部品といった、一般的なトンネル照明器具が備える部材も筐体２に収められている。なお、トンネル照明器具１が備える光源ユニット１０の数は任意である。
【0020】
図３は光源ユニット１０の構成を示す斜視図である。また図４は光源ユニット１０が備える１つのレンズ部２０を拡大して示す平面図であり、図５は図４のＶ－Ｖ線断面を示す断面図、図６は図４のＶＩ－ＶＩ線断面を示す断面図である。
光源ユニット１０は、図３に示すように、光源基板１２と、当該光源基板１２に重ねて設けられたレンズ板１４と、を備えている。
光源基板１２は、図５および図６に示すように、発光素子の一例であるＳＭＤ（Surface Mount Device）型の複数のＬＥＤ３０と、当該ＬＥＤ３０が実装された回路基板３２とを備えている。
光源ユニット１０は、図３に示すように、光源基板１２と、当該光源基板１２に重ねて設けられたレンズ板１４と、を備えている。
光源基板１２は、図５および図６に示すように、発光素子の一例であるＳＭＤ（Surface Mount Device）型の複数のＬＥＤ３０と、当該ＬＥＤ３０が実装された回路基板３２とを備えている。
【0021】
レンズ板１４は、図３に示すように、例えば光学的に透明な樹脂材料の樹脂成型によって形成された部材であり、平板状のベース板４０の表面４０Ａに、光制御部である複数のレンズ部２０が設けられた部材である。各レンズ部２０は、図５および図６に示すように、ＬＥＤ３０を個々に覆う位置に設けられ、当該ＬＥＤ３０の放射光を制御する照明用レンズである。これらレンズ部２０の構成は同一であり、それぞれが筐体２を中心にトンネルＡ（道路）の交通方向Ｄの両方向に対称に延びた横長対称配光を形成する。
具体的には、レンズ部２０は、図４に示すように、平面視において交通方向Ｄに延びた繭形に近い形状の凸レンズであり、また、交通方向Ｄにおける中心線である第１軸線Ｃ１を対称軸とした線対称形状を成し、この第１軸線Ｃ１上に設定されている光学中心（以下、レンズ光学中心ＯＢという）にＬＥＤ３０が配置されることで交通方向Ｄの両方向に対称に当該ＬＥＤ３０の放射光を出射する。
具体的には、レンズ部２０は、図４に示すように、平面視において交通方向Ｄに延びた繭形に近い形状の凸レンズであり、また、交通方向Ｄにおける中心線である第１軸線Ｃ１を対称軸とした線対称形状を成し、この第１軸線Ｃ１上に設定されている光学中心（以下、レンズ光学中心ＯＢという）にＬＥＤ３０が配置されることで交通方向Ｄの両方向に対称に当該ＬＥＤ３０の放射光を出射する。
【0022】
加えて、本実施形態のレンズ部２０は、少なくとも２０メートル以上の設置間隔でトンネル照明器具１を設置した場合に、グレアが抑えられ、なおかつ、路面輝度の総合均斉度が０．４以上となるように配光制御している。
【0023】
かかるレンズ部２０は、図４、図５および図６に示すように、平面視長円形状である凸状の出射面２２と、当該出射面２２の側に凹む入射面２４と、を備えている。当該入射面２４内には、ＬＥＤ３０の少なくとも発光部が収められ、ＬＥＤ３０の殆どの放射光が入射面２４に入射される。
【0024】
図５に示すように、交通方向Ｄに直交する断面において、入射面２４は、ＬＥＤ３０の光軸（以下、光源光軸ＦＢという）に対し、鉛直直下方向ＧＡの側が高くなるように傾斜しており、当該入射面２４に入射したＬＥＤ３０の放射光が当該鉛直直下方向ＧＡの反対側に屈折され、より多くの光がトンネル照明器具１から遠い側の路面や壁面Ａ１に向けられている。これにより、トンネル照明器具１から遠い側の路面や壁面Ａ１において一定以上の路面の平均輝度や均斉度、壁面輝度が得られる十分な光度が振り分けられ、遠い側の路面や壁面Ａ１の視認性が十分に確保される。
【0025】
図６に示すように、交通方向Ｄの断面において、出射面２２は、両端部に、交通方向Ｄの遠方の側に屈折させて光を出射する曲面形状の肩部２２Ａを有し、これにより、光が交通方向Ｄの両方向の遠方に向けて肩部２２Ａから出射され、トンネル照明器具１の設置間隔を広スパン化できる横長配光が形成される。なお、肩部２２Ａの曲率等の曲面形状は、トンネル照明器具１の設置間隔に応じて適宜に設計される。
【0026】
また、同図６に示すように、交通方向Ｄにおける出射面１２２の略中央であって、光源光軸ＦＢ（レンズ光学中心ＯＢ）と交差する中央部２２Ｂには、入射面２４の側に凹む凹部６０が設けられている。これにより、ＬＥＤ３０の光源光軸ＦＢ近傍の光が凹部６０によって交通方向Ｄの遠方側に屈折して出射されるため、当該遠方で十分な光量を確保することができる。
【0027】
図７は図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面からレンズ部２０を視た断面視図であって、サグ部５０の構成を示す図である。
図４および図７に示すように、レンズ部２０の出射面２２には、両端の肩部２２Ａのそれぞれに、当該肩部２２Ａから出射される光に作用するサグ部５０が形成されている。かかるサグ部５０は、図４に示すように、肩部２２Ａにおいて、レンズ光学中心ＯＢを通って交通方向Ｄに平行な第２軸線（第１軸線Ｃ１に直交する第２軸線）Ｃ２上をレンズ部２０の端部２０Ｔまで延びる凹み部である。
図４および図７に示すように、レンズ部２０の出射面２２には、両端の肩部２２Ａのそれぞれに、当該肩部２２Ａから出射される光に作用するサグ部５０が形成されている。かかるサグ部５０は、図４に示すように、肩部２２Ａにおいて、レンズ光学中心ＯＢを通って交通方向Ｄに平行な第２軸線（第１軸線Ｃ１に直交する第２軸線）Ｃ２上をレンズ部２０の端部２０Ｔまで延びる凹み部である。
【0028】
サグ部５０の第１軸線Ｃ１に平行な断面形状は、例えば放物曲線に近いＵ字状を成している。
一方、第２軸線Ｃ２の方向において、サグ部５０の表面は凹凸形状を含んでいる。具体的には、図４および図７に示すように、サグ部５０は、その凹み内に、レンズ光学中心ＯＢからレンズ部２０の端部２０Ｔに向かって順に連続した、第１凸部５２、第１サグ部５３、サグ間凸部５４、第２サグ部５５、および第２凸部５６を含んでいる。第１凸部５２、サグ間凸部５４および第２凸部５６はいずれも曲面状に膨出した部位であり、第１サグ部５３および第２サグ部５５は曲面状に凹んだ部位である。そして、第１サグ部５３、サグ間凸部５４および第２サグ部５５の連続によって２段サグ形状がサグ部５０の凹み部内に形成されている。
また、図７に示すように、サグ部５０は、レンズ光学中心ＯＢに近い方の第１サグ部５３の底面５３Ａの曲率（底面曲率）が当該レンズ光学中心ＯＢから遠い方の第２サグ部５５の底面５５Ａの曲率（底面曲率）より大きくなっている。
一方、サグ部５０の凹み部の縁に相当する外形部５０Ａについては、図７に示すように、道路の交通方向Ｄに沿った断面において、ＬＥＤ３０の光源光軸ＦＢに対する角度変化が連続的に（すなわち、外形部５０が凹凸を含まない曲線状に）変化している。
一方、第２軸線Ｃ２の方向において、サグ部５０の表面は凹凸形状を含んでいる。具体的には、図４および図７に示すように、サグ部５０は、その凹み内に、レンズ光学中心ＯＢからレンズ部２０の端部２０Ｔに向かって順に連続した、第１凸部５２、第１サグ部５３、サグ間凸部５４、第２サグ部５５、および第２凸部５６を含んでいる。第１凸部５２、サグ間凸部５４および第２凸部５６はいずれも曲面状に膨出した部位であり、第１サグ部５３および第２サグ部５５は曲面状に凹んだ部位である。そして、第１サグ部５３、サグ間凸部５４および第２サグ部５５の連続によって２段サグ形状がサグ部５０の凹み部内に形成されている。
また、図７に示すように、サグ部５０は、レンズ光学中心ＯＢに近い方の第１サグ部５３の底面５３Ａの曲率（底面曲率）が当該レンズ光学中心ＯＢから遠い方の第２サグ部５５の底面５５Ａの曲率（底面曲率）より大きくなっている。
一方、サグ部５０の凹み部の縁に相当する外形部５０Ａについては、図７に示すように、道路の交通方向Ｄに沿った断面において、ＬＥＤ３０の光源光軸ＦＢに対する角度変化が連続的に（すなわち、外形部５０が凹凸を含まない曲線状に）変化している。
【0029】
そして、かかるサグ部５０が肩部２２Ａに形成されることで、交通方向Ｄの遠方におけるグレアが抑えられ、かつ、０．４以上の総合均斉度が得られている。
なお、サグ部５０は、光源光軸ＦＢを含み、道路の交通方向Ｄに沿った断面において、ＬＥＤ３０の発光中心３０Ａを基点とした光源光軸ＦＢからの傾斜角度γ（図７）が４０度から７５度の範囲内に設けられていることが好ましく、本実施形態では、γが約４２度から約７３度の範囲の間に亘ってサグ部５０が設けられている。
また、図４に示すように、出射面２２には、上記サグ部５０の他に、複数の凹部２５が形成されているが、これの凹部２５は、配光分布形状を最適化するためのものであり、これらの凹部２５が無くとも、グレアの抑制効果、及び、０．４以上の総合均斉度は得られている。
なお、サグ部５０は、光源光軸ＦＢを含み、道路の交通方向Ｄに沿った断面において、ＬＥＤ３０の発光中心３０Ａを基点とした光源光軸ＦＢからの傾斜角度γ（図７）が４０度から７５度の範囲内に設けられていることが好ましく、本実施形態では、γが約４２度から約７３度の範囲の間に亘ってサグ部５０が設けられている。
また、図４に示すように、出射面２２には、上記サグ部５０の他に、複数の凹部２５が形成されているが、これの凹部２５は、配光分布形状を最適化するためのものであり、これらの凹部２５が無くとも、グレアの抑制効果、及び、０．４以上の総合均斉度は得られている。
【0030】
図８は、所定の取付角度αで設置されたトンネル照明器具１の正弦等光度曲線を示す図である。なお、正弦等光度曲線の水平角φが０°、１８０°の方向は、図５で示す方向Ｇに相当し、水平角φが９０°の方向は、方向Ｇに直交し交通方向Ｄに平行な方向である。
同図に示すように、上記レンズ部２０の配光制御により、水平角φが９０度であって鉛直角θが６０度以上の範囲ＲＡの光度が低下していることが分かる。この範囲ＲＡは、グレアに影響を与える鉛直角θの範囲である７５度以上を含み、この範囲ＲＡの光度が低下することで、水平角φが９０度の方向、すなわち交通方向Ｄの遠方から視たグレアが低減されることになる。なお、本実施形態のトンネル照明器具１では、相対閾値増加（ＴＩ）が１５％以下となっており、視機能低下グレアが十分に抑えられている。
同図に示すように、上記レンズ部２０の配光制御により、水平角φが９０度であって鉛直角θが６０度以上の範囲ＲＡの光度が低下していることが分かる。この範囲ＲＡは、グレアに影響を与える鉛直角θの範囲である７５度以上を含み、この範囲ＲＡの光度が低下することで、水平角φが９０度の方向、すなわち交通方向Ｄの遠方から視たグレアが低減されることになる。なお、本実施形態のトンネル照明器具１では、相対閾値増加（ＴＩ）が１５％以下となっており、視機能低下グレアが十分に抑えられている。
【0031】
また上記レンズ部２０の配光制御により、鉛直角θが７０度以下の範囲であって、水平角φ＝９０度の両側（より正確には水平角φ＝８０度、１１０度）のそれぞれの範囲ＲＢには輝度のピークが生じ、これにより、路面輝度の均斉度が向上し、０．４以上の総合均斉度が得られている。
【0032】
ここで、サグ部５０によって減光される鉛直角θの範囲は、当該サグ部５０の第２軸線Ｃ２方向の溝幅ＷＡ（図４）によって変わり、溝幅ＷＡが広くなるほど、減光される鉛直角θの角度範囲が低角度側に拡がる。そして、図４に示すように、レンズ部２０の出射面２２をレンズ光軸ＦＣの方向から視て、レンズ光学中心ＯＢを基点とした角度βの範囲を規定した場合、この角度βが２０度以下となる範囲よりも溝幅ＷＡが広くなると、グレアを感じにくい鉛直角θの角度範囲ＲθＢ（図９）も減光されてしまうこととなり、路面の照明に悪影響が生じる。
したがって、サグ部５０は、角度βが２０度以下となる範囲内に形成されることが好ましい。
一方、溝幅ＷＡが狭いほどグレアの低減効果を発揮する方向の範囲を絞ることができるものの、レンズ部２０の形成が困難になり、製造難易度が高くなってしまう。
そこで、本実施形態のサグ部５０は、角度βが１７度となる範囲に対応する溝幅ＷＡで形成されており、これにより、通常と同じ方法および品質で生産できるようになっている。
したがって、サグ部５０は、角度βが２０度以下となる範囲内に形成されることが好ましい。
一方、溝幅ＷＡが狭いほどグレアの低減効果を発揮する方向の範囲を絞ることができるものの、レンズ部２０の形成が困難になり、製造難易度が高くなってしまう。
そこで、本実施形態のサグ部５０は、角度βが１７度となる範囲に対応する溝幅ＷＡで形成されており、これにより、通常と同じ方法および品質で生産できるようになっている。
【0033】
図９は、鉛直角と光度の関係について、本実施形態のトンネル照明器具１と従来製品との比較を示す概念図である。なお、従来製品は、レンズ部２０（レンズ板１４）に代えて従前の光学制御系を有し、本実施形態と同等の設置間隔で設置可能な広スパン型のトンネル照明器具である。
同図に示すように、本実施形態のトンネル照明器具１は、レンズ部２０の肩部２２Ａにサグ部５０が設けられることで、グレアが問題となる鉛直角θの角度範囲ＲθＡで光度が従来製品と同程度に抑えられる一方で、グレアを感じにくい角度範囲ＲθＢの光度が大きくなり、路面輝度の均斉度を向上させることができる。
同図に示すように、本実施形態のトンネル照明器具１は、レンズ部２０の肩部２２Ａにサグ部５０が設けられることで、グレアが問題となる鉛直角θの角度範囲ＲθＡで光度が従来製品と同程度に抑えられる一方で、グレアを感じにくい角度範囲ＲθＢの光度が大きくなり、路面輝度の均斉度を向上させることができる。
【0034】
このように、本実施形態のレンズ部２０は、交通方向Ｄにおける両方の肩部２２Ａに、内部にサグ間凸部５４を含むサグ部５０が形成されている。
これにより、グレアが問題となる角度範囲ＲθＡの光度が抑えられる一方で、グレアを感じにくい角度範囲ＲθＢの光度が大きくなるため、グレアを抑えつつ、路面輝度の均斉度を向上させることができる。
これにより、グレアが問題となる角度範囲ＲθＡの光度が抑えられる一方で、グレアを感じにくい角度範囲ＲθＢの光度が大きくなるため、グレアを抑えつつ、路面輝度の均斉度を向上させることができる。
【0035】
また本実施形態のレンズ部２０において、サグ部５０は、レンズ光学中心ＯＢを基点として２０度の角度範囲内に形成されているため、グレアを感じにくい角度範囲ＲθＢでの減光を防止できる。
【0036】
ところで、本実施形態のレンズ板１４のように、光透過性のベース板の表面にレンズ部を形成したレンズ板によれば、ＬＥＤ３０の放射光の殆どを透過させて照明に利用するように光学設計することで、路面輝度の均斉度や照明率が効率良く高められるようになる。
【0037】
一方、ＬＥＤ３０は完全な点光源ではなく、発光部が有限の大きさを有することにより、レンズ板において、光学設計通りの射出光とは異なる迷光が発生することがある。
発明者は、トンネルＡの壁面Ａ１や路面に、運転者に悪影響を与える虞がある輝度ムラを生じさせるような迷光も発生し得ることを見出し、鋭意検討した結果、かかる迷光の一因が、レンズ板のベース板にあることを突き止め、このベース板に起因して生じる迷光を抑えることができるレンズ板を発明した。
以下、かかるレンズ板について説明する。
発明者は、トンネルＡの壁面Ａ１や路面に、運転者に悪影響を与える虞がある輝度ムラを生じさせるような迷光も発生し得ることを見出し、鋭意検討した結果、かかる迷光の一因が、レンズ板のベース板にあることを突き止め、このベース板に起因して生じる迷光を抑えることができるレンズ板を発明した。
以下、かかるレンズ板について説明する。
【0038】
図１０は、レンズ板１１４を備えた光源ユニット１１０を示す斜視図である。
光源ユニット１１０は、図４に示した光源ユニット１０と比較すると、レンズ板１１４の構成が異なる点を除き、同一の構成を有する。
レンズ板１１４は、光学的に透明な樹脂材料の樹脂成型によって形成された部材であり、平板状のベース板１４０の表面１４０Ａに、光制御部である複数のレンズ部１２０が設けられた部材である。各レンズ部１２０は、図４に示したレンズ板１４のレンズ部２０と同様に、ＬＥＤ３０を個々に覆う位置に設けられ、当該ＬＥＤ３０の放射光を制御する照明用レンズであり、それぞれが筐体２を中心にトンネルＡ（道路）の交通方向Ｄの両方向に対称に延びた横長対称配光を形成する。
光源ユニット１１０は、図４に示した光源ユニット１０と比較すると、レンズ板１１４の構成が異なる点を除き、同一の構成を有する。
レンズ板１１４は、光学的に透明な樹脂材料の樹脂成型によって形成された部材であり、平板状のベース板１４０の表面１４０Ａに、光制御部である複数のレンズ部１２０が設けられた部材である。各レンズ部１２０は、図４に示したレンズ板１４のレンズ部２０と同様に、ＬＥＤ３０を個々に覆う位置に設けられ、当該ＬＥＤ３０の放射光を制御する照明用レンズであり、それぞれが筐体２を中心にトンネルＡ（道路）の交通方向Ｄの両方向に対称に延びた横長対称配光を形成する。
【0039】
図１１は図１０におけるレンズ部１２０を拡大して示す平面図である。図１２は図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面を示す断面図である。図１３は図１１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面を示す断面図である。
レンズ部１２０は、図１１、図１２および図１３に示すように、平面視長円形状であり断面視凸状の出射面１２２と、当該出射面１２２の側に凹む入射面１２４と、を備えている。入射面１２４内には、レンズ光学中心ＯＢに光源光軸ＦＢを合わせて、当該ＬＥＤ３０の少なくとも発光部が収められることで、ＬＥＤ３０の殆どの放射光が入射面１２４に入射する構成となっている。さらに、図１３に示すように、交通方向Ｄの断面において、出射面１２２は、両端部に、交通方向Ｄの遠方の側に屈折させて光を出射する曲面形状の肩部１２２Ａを有している。これにより、光が交通方向Ｄの両方向の遠方に向けて肩部１２２Ａから出射され、トンネル照明器具１の設置間隔を広スパン化できる横長配光が形成される。
レンズ部１２０は、図１１、図１２および図１３に示すように、平面視長円形状であり断面視凸状の出射面１２２と、当該出射面１２２の側に凹む入射面１２４と、を備えている。入射面１２４内には、レンズ光学中心ＯＢに光源光軸ＦＢを合わせて、当該ＬＥＤ３０の少なくとも発光部が収められることで、ＬＥＤ３０の殆どの放射光が入射面１２４に入射する構成となっている。さらに、図１３に示すように、交通方向Ｄの断面において、出射面１２２は、両端部に、交通方向Ｄの遠方の側に屈折させて光を出射する曲面形状の肩部１２２Ａを有している。これにより、光が交通方向Ｄの両方向の遠方に向けて肩部１２２Ａから出射され、トンネル照明器具１の設置間隔を広スパン化できる横長配光が形成される。
【0040】
また、交通方向Ｄにおける出射面１２２の略中央であって、光源光軸ＦＢ（レンズ光学中心ＯＢ）と交差する中央部１２２Ｂには、入射面１２４の側に凹む凹部１６０が設けられている。これにより、ＬＥＤ３０の光源光軸ＦＢ近傍の光が凹部１６０によって交通方向Ｄの遠方側に屈折して出射され、当該遠方で十分な光量が確保される。
【0041】
かかるレンズ部１２０は、図４に示したレンズ部２０と異なり、グレア抑制効果を有する上記サグ部５０を有していないものの、レンズ部２０と同様に０．４以上の総合均斉度が得られるように配光制御している。加えて、かかるレンズ部１２０は、１７メートル程度の設置間隔でトンネル照明器具１を設置した場合に、車線軸均斉度が０．６以上となるように配光制御している。
【0042】
図１４はレンズ板１１４の裏面の側を視た斜視図であり、図１５は図１４のレンズ部１２０を拡大して示す図である。
これらの図に示すように、レンズ板１１４において、ベース板１４０の裏面１４０Ｂには、迷光を抑える拡散部１７０が各レンズ部１２０の周囲に設けられている。
これらの図に示すように、レンズ板１１４において、ベース板１４０の裏面１４０Ｂには、迷光を抑える拡散部１７０が各レンズ部１２０の周囲に設けられている。
【0043】
詳述すると、発明者は、鋭意検討により、迷光は、レンズ部１２０の出射面１２２で出射せずに、ＬＥＤ３０の側に反射した光がベース板１４０の裏面１４０Ｂで全反射した非制御の光に原因があるとの知見を得た。
具体的には、図１６に示すように、ＬＥＤ３０の光がレンズ部１２０の出射面１２２の内側でレンズ部１２０内に向けて反射され（図中、光Ｓ１）、その反射された光Ｓ１がベース板１４０の裏面１４０Ｂでレンズ部１２０に向けて全反射され（図中、光Ｓ２）、その反射された光Ｓ２がレンズ部１２０の出射面１２２からからイレギュラーな方向に出射され（図中、光Ｓ３）、この光Ｓ３が迷光となる。
具体的には、図１６に示すように、ＬＥＤ３０の光がレンズ部１２０の出射面１２２の内側でレンズ部１２０内に向けて反射され（図中、光Ｓ１）、その反射された光Ｓ１がベース板１４０の裏面１４０Ｂでレンズ部１２０に向けて全反射され（図中、光Ｓ２）、その反射された光Ｓ２がレンズ部１２０の出射面１２２からからイレギュラーな方向に出射され（図中、光Ｓ３）、この光Ｓ３が迷光となる。
【0044】
そこで、図１５に示すように、裏面１４０Ｂにおいて、ベース板１４０の裏面に戻ってくる光Ｓ１が入射する領域ＴＡ（レンズ部１２０に対応する領域）に、上記拡散部１７０が設けられている。レンズ部１２０が対称配光を形成する場合、かかる領域ＴＡは、レンズ部１２０を挟んだ交通方向Ｄにおける両側において入射面１２４の縁部１２４Ａと隣接した領域となり、また各領域ＴＡは第１軸線Ｃ１について対称となる。
【0045】
かかる拡散部１７０は、裏面１４０Ｂの領域ＴＡ内に多数のディンプル１７２を形成し、かつ、各ディンプル１７２の間の隙間に平面状の平面部１７４を設けることで構成されており、各ディンプル１７２、及び平面部１７４が、そこに戻ってきた光Ｓ１の反射方向を変えたり、光源基板１２の側へ透過したりすることで、光Ｓ１が拡散され、これにより迷光が抑えられることとなる。
【0046】
かかる、ディンプル１７２の凹み形状は適宜であるが、当該凹み形状は半球状または円錐状であることが好ましい。また、ディンプル１７２の最大直径と深さの比率は１：１程度であることが好ましい。さらに、拡散部１７０において、個々のディンプル１７２の大きさは小さく数が多いことが好ましいが、製造難易度が高くならないようするには最大直径が１ｍｍ以上であることが好ましい。
【0047】
図１７は、レンズ板１１４を用いて配光制御したトンネル照明器具１の正弦等光度曲線を示す図である。同図には、レンズ板１１４が拡散部１７０を備える場合と、拡散部１７０を備えない場合のそれぞれの正弦等光度曲線を示している。
同図に示すように、レンズ板１１４に拡散部１７０が無い場合、範囲ＲＣにおいて、迷光による光度ムラが生じている。正弦等光度曲線はトンネル照明器具１の光度分布を示すものであるが、壁面Ａ１や路面の反射率が全面にわたってほぼ一定である場合、範囲ＲＣに光度ムラが存在すると、当該光度ムラによって、範囲ＲＣに対応する箇所の壁面Ａ１や路面に輝度ムラを生じることになる。特に、路面がアスファルトの舗装面である場合、コンクリートの路面よりも鏡面反射率が高く、より強く輝度ムラが生じてしまう。
一方、レンズ板１１４に拡散部１７０が有る場合には、当該範囲ＲＣにおける光度ムラが解消していることが分かり、これにより、コンクリートの路面のみならず、アスファルト舗装の路面であっても、輝度ムラが防止されることが分かる。
同図に示すように、レンズ板１１４に拡散部１７０が無い場合、範囲ＲＣにおいて、迷光による光度ムラが生じている。正弦等光度曲線はトンネル照明器具１の光度分布を示すものであるが、壁面Ａ１や路面の反射率が全面にわたってほぼ一定である場合、範囲ＲＣに光度ムラが存在すると、当該光度ムラによって、範囲ＲＣに対応する箇所の壁面Ａ１や路面に輝度ムラを生じることになる。特に、路面がアスファルトの舗装面である場合、コンクリートの路面よりも鏡面反射率が高く、より強く輝度ムラが生じてしまう。
一方、レンズ板１１４に拡散部１７０が有る場合には、当該範囲ＲＣにおける光度ムラが解消していることが分かり、これにより、コンクリートの路面のみならず、アスファルト舗装の路面であっても、輝度ムラが防止されることが分かる。
【0048】
このように、レンズ板１１４によれば、ベース板１４０の裏面１４０Ｂには、レンズ部１２０に対応する領域ＴＡに、光を拡散する拡散部１７０が設けられているため、ベース板１４０での光Ｓ１の全反射による迷光を抑えることができ、トンネルＡの壁面Ａ１や路面の輝度ムラを抑えることができる。
【0049】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。
【0050】
本発明は、トンネルＡに設置されるトンネル照明器具に限らず、道路の路面を照明する任意の照明器具に適用できる。
上述した実施形態における水平、及び垂直等の方向や各種の数値、形状は、特段の断りがない限り、それら方向や数値、形状と同じ作用効果を奏する範囲（いわゆる均等の範囲）を含む。
上述した実施形態における水平、及び垂直等の方向や各種の数値、形状は、特段の断りがない限り、それら方向や数値、形状と同じ作用効果を奏する範囲（いわゆる均等の範囲）を含む。
【符号の説明】
【0051】
１ トンネル照明器具（照明器具）
１０、１１０ 光源ユニット
１２ 光源基板
１４、１１４ レンズ板
２０、１２０ レンズ部（照明用レンズ）
２２、１２２ 出射面
２２Ａ、１２２Ａ 肩部
２４、１２４ 入射面
３０ ＬＥＤ（発光素子）
４０、１４０ ベース板
５０ サグ部
５４ サグ間凸部（凸部）
１４０Ｂ 裏面
１７０ 拡散部
１７２ ディンプル
１７４ 平面部
Ｄ 交通方向
ＦＢ 光源光軸
ＦＣ レンズ光軸
ＯＢ レンズ光学中心
１０、１１０ 光源ユニット
１２ 光源基板
１４、１１４ レンズ板
２０、１２０ レンズ部（照明用レンズ）
２２、１２２ 出射面
２２Ａ、１２２Ａ 肩部
２４、１２４ 入射面
３０ ＬＥＤ（発光素子）
４０、１４０ ベース板
５０ サグ部
５４ サグ間凸部（凸部）
１４０Ｂ 裏面
１７０ 拡散部
１７２ ディンプル
１７４ 平面部
Ｄ 交通方向
ＦＢ 光源光軸
ＦＣ レンズ光軸
ＯＢ レンズ光学中心
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】