(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】P2023117354
(43)【公開日】2023-08-23
(54)【発明の名称】ＬＥＤ照明装置
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20230816BHJP
F21V 7/06 20060101ALI20230816BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20230816BHJP
E01F 9/615 20160101ALI20230816BHJP
F21W 111/02 20060101ALN20230816BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20230816BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 340
F21V7/06 100
F21V5/04 600
F21V5/04 450
E01F9/615
F21W111:02
F21Y115:10
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022115953
(22)【出願日】2022-07-20
(62)【分割の表示】P 2022019135の分割
【原出願日】2022-02-10
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-02-13
(71)【出願人】
【識別番号】520105164
【氏名又は名称】山崎 明美
(72)【発明者】
【氏名】山崎 貴志
【テーマコード（参考）】
2D064
【Ｆターム（参考）】
2D064AA11
2D064BA01
2D064EB05
2D064EB36
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ライン状の照射範囲に照射するのに好適な、ＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ光源２と放物面鏡３とシリンドリカル凹レンズ６とを備えるＬＥＤ照明装置１であって、ＬＥＤ光源２の照射軸方向を、本ＬＥＤ照明装置１の照射軸方向に対して略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源２の照射軸方向に配置する１枚の放物面鏡３での反射により、ＬＥＤ光源２からの発生光を本ＬＥＤ照明装置照射軸方向への略平行光とし、この略平行光をシリンドリカル凹レンズ６での屈折により照射範囲７を１軸方向にのみ拡大することで、ライン状の照射範囲７に照射することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
【選択図】図３
【解決手段】ＬＥＤ光源２と放物面鏡３とシリンドリカル凹レンズ６とを備えるＬＥＤ照明装置１であって、ＬＥＤ光源２の照射軸方向を、本ＬＥＤ照明装置１の照射軸方向に対して略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源２の照射軸方向に配置する１枚の放物面鏡３での反射により、ＬＥＤ光源２からの発生光を本ＬＥＤ照明装置照射軸方向への略平行光とし、この略平行光をシリンドリカル凹レンズ６での屈折により照射範囲７を１軸方向にのみ拡大することで、ライン状の照射範囲７に照射することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＬＥＤ光源と放物面鏡とシリンドリカル凹レンズとを備えるＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤ光源の照射軸方向を、本ＬＥＤ照明装置の照射軸方向に対して略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源の照射軸方向に配置する１枚の放物面鏡での反射により、ＬＥＤ光源からの発生光を本ＬＥＤ照明装置照射軸方向への略平行光とし、この略平行光をシリンドリカル凹レンズでの屈折により照射範囲を１軸方向にのみ拡大することで、ライン状の照射範囲に照射することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＬＥＤ光源からの発生光を効率よく利用することができ、特定範囲への照射を行いやすく、透明カバーやカバーレンズへの着雪や凍結対策を行いやすい、ＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発光パワーの強いＬＥＤの多くは指向角が大きいため、スポットライトのように特定範囲への照射を行う照明装置にこのようなＬＥＤを使用するときには、レンズや反射鏡を用いて、照射角の調整を行っている。
また、照明装置を寒冷時に使用する場合、透明カバーやカバーレンズへの着雪や凍結の問題が発生する。一般的に、ＬＥＤを利用した照明装置は発熱が少ないため、着雪や凍結への対策には、照明装置にヒーター等を取り付けることが行われている。
また、照明装置を寒冷時に使用する場合、透明カバーやカバーレンズへの着雪や凍結の問題が発生する。一般的に、ＬＥＤを利用した照明装置は発熱が少ないため、着雪や凍結への対策には、照明装置にヒーター等を取り付けることが行われている。
【0003】
特定範囲に照射を行うことができる照明装置として、特許文献１に示す照明装置が開示されており、ここではレンズを用いた屈折により照射角の調整を行っている。
また、特許文献２に開示されている照明装置では、反射鏡を用いた１～２回の反射により照射角の調整を行っている。
また、特許文献２に開示されている照明装置では、反射鏡を用いた１～２回の反射により照射角の調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－２４５８０３号公報
【特許文献2】特開２０１３－１９６８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
指向角の大きいＬＥＤ光源からの発生光の多くの部分を、照明装置の照射角範囲に光線軌跡を変換することで、ＬＥＤ光源からの発生光を効率よく照射することができる。
特許文献１に示す照明装置では、ＬＥＤ光源からの発生光をレンズ屈折により光線軌跡変換を行っているが、レンズが平面状であるため、指向角の大きいＬＥＤ光源の場合には、ＬＥＤ光源からの全発生光の内の光軸付近の光に対してしか光線軌跡変換を行えない。
特許文献２に示す照明装置では、ＬＥＤ光源からの発生光を２枚の反射鏡の反射により光線軌跡変換を行っているが、照明装置からの照射光は、反射鏡による反射回数が１回の反射光と２回の反射光が混在して光線軌跡が散乱しているため、特定範囲に照射するための制御が困難である。
特許文献１に示す照明装置では、ＬＥＤ光源からの発生光をレンズ屈折により光線軌跡変換を行っているが、レンズが平面状であるため、指向角の大きいＬＥＤ光源の場合には、ＬＥＤ光源からの全発生光の内の光軸付近の光に対してしか光線軌跡変換を行えない。
特許文献２に示す照明装置では、ＬＥＤ光源からの発生光を２枚の反射鏡の反射により光線軌跡変換を行っているが、照明装置からの照射光は、反射鏡による反射回数が１回の反射光と２回の反射光が混在して光線軌跡が散乱しているため、特定範囲に照射するための制御が困難である。
【0006】
また、照明装置を寒冷時に使用する場合、透明カバーやカバーレンズへの着雪や凍結の問題が発生する。一般的に、ＬＥＤを利用した照明装置は発熱が少ないため、着雪や凍結への対策には、照明装置にヒーター等を取り付けることが行われている。
【0007】
本発明は、ＬＥＤ光源からの全発生光の内の多くの部分に対しての光線軌跡変換を、１枚の反射鏡のみで行う、シンプルな構造のＬＥＤ照明装置であって、特定範囲への照射を行いやすく、別途にヒーター等を設けることなく、透明カバーまたはカバーレンズへの着雪や凍結への対策が行うことができる、ＬＥＤ照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
ＬＥＤ光源２の照射軸方向を、照明装置の照射軸方向に対して、略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源２の照射軸方向に配置する１枚の反射鏡３による反射により、ＬＥＤ光源２からの発生光を照明装置照射軸方向へ照射することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
また、ＬＥＤ光源２からの発熱を放熱するための放熱用金属部品４を、照明装置の透明カバー５またはカバーレンズ６に、接触または近接させることで、透明カバー５またはカバーレンズ６を加熱できることを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
また、ＬＥＤ光源２からの発熱を放熱するための放熱用金属部品４を、照明装置の透明カバー５またはカバーレンズ６に、接触または近接させることで、透明カバー５またはカバーレンズ６を加熱できることを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
【発明の効果】
【0009】
本ＬＥＤ照明装置１において、ＬＥＤ光源２を取り囲むように反射鏡３を配置、例えば、図１や図３のように放物面鏡の焦点位置にＬＥＤ光源２を配置、することで、ＬＥＤ光源２からの発生光の多くの部分を本照明装置１の照射光として利用できるため、効率的な照射を行うことができる。この際、ＬＥＤ光源２からの発生光の多くの部分を、１枚の反射鏡３で光線軌跡変換を行っており、反射鏡３を経由しないで透明カバー５またはカバーレンズ６に届く光線がほとんどないため、光線軌跡の散乱がなく特定範囲への照射を行いやすい。
【0010】
一般的に、ＬＥＤは発光パワーの大きいものでは発熱が大きく、この発熱を放熱するために、ＬＥＤの発光面の反対側に金属部品を設けることが多い。本ＬＥＤ照明装置１では、この放熱用金属部品４を、透明カバー５またはカバーレンズ６に、接触または近接させることで、別途にヒーター等を設けることなく、透明カバー５またはカバーレンズ６を加熱することができる。
また、多くのＬＥＤ照明装置は電源周波数に応じて点灯と消灯を繰り返す点滅をしていることや、ＬＥＤの発熱量は点灯時間に比例することから、ＬＥＤからの発熱量は、ＬＥＤの点滅における点灯時間と消灯時間の比率を変化させることで制御することができる。
また、多くのＬＥＤ照明装置は電源周波数に応じて点灯と消灯を繰り返す点滅をしていることや、ＬＥＤの発熱量は点灯時間に比例することから、ＬＥＤからの発熱量は、ＬＥＤの点滅における点灯時間と消灯時間の比率を変化させることで制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
ＬＥＤ光源２の照射軸方向を、照明装置の照射軸方向に対して、略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源２の照射軸方向に配置する１枚の反射鏡３による反射により、ＬＥＤ光源２からの発生光を照明装置照射軸方向へ照射することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
また、ＬＥＤ光源２からの発熱を放熱するための放熱用金属部品４を、照明装置の透明カバー５またはカバーレンズ６に、接触または近接させることで、透明カバー５またはカバーレンズ６を加熱できることを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
また、ＬＥＤ光源２からの発熱を放熱するための放熱用金属部品４を、照明装置の透明カバー５またはカバーレンズ６に、接触または近接させることで、透明カバー５またはカバーレンズ６を加熱できることを特徴とする、ＬＥＤ照明装置１とする。
【0013】
図１に、本ＬＥＤ照明装置１の実施例１を示すが、本ＬＥＤ照明装置１の形状や各構成部品の形状・配置等を限定するものではない。透明カバー５は、本ＬＥＤ照明装置１の内部保護を目的に設置されるものであり、顕著な光線軌跡変換を加えるものではないカバーを想定するが、顕著な光線軌跡変換を加えるカバーレンズとすることを排除するものではない。
【0014】
図２に、ＬＥＤ光源２の放熱用金属部品４を透明カバー５に接触させた、本ＬＥＤ照明装置１の実施例２を示すが、放熱用金属部品４の形状や、本ＬＥＤ照明装置１の形状・構成等を限定するものではない。
また、多くのＬＥＤ照明装置は電源周波数に応じて点灯と消灯を繰り返す点滅をしていることや、ＬＥＤの発熱量は点灯時間に比例することから、ＬＥＤからの発熱量は、ＬＥＤの点滅における点灯時間と消灯時間の比率を変化させることで制御することができる。
また、多くのＬＥＤ照明装置は電源周波数に応じて点灯と消灯を繰り返す点滅をしていることや、ＬＥＤの発熱量は点灯時間に比例することから、ＬＥＤからの発熱量は、ＬＥＤの点滅における点灯時間と消灯時間の比率を変化させることで制御することができる。
【0015】
図３に、ライン状の照射範囲７に照射を行うようにした、本ＬＥＤ照明装置１の実施例３を示す。図３では、後記放物面鏡の焦点位置に配置したＬＥＤ光源２からの発生光の略全部について、放物面鏡とした反射鏡３により光線軌跡変換を行っており、反射鏡３を経由しないでカバーレンズ６に届く光線がほとんどないため、カバーレンズ６には略平行光線が入力し、シリンドリカル凹レンズとしたカバーレンズ６により、照射範囲は１軸方向にのみ拡大され、ライン状の照射範囲７となる。
なお、図３では、形状が一般的で形状設計が容易な、放物面鏡とした反射鏡３とシリンドリカル凹レンズとしたカバーレンズ６を用いて、ライン状の照射範囲７に照射を行っているが、反射鏡３の形状設計により、カバーレンズ６を用いないでもライン状の照射範囲７に照射を行うことができる。
なお、図３では、形状が一般的で形状設計が容易な、放物面鏡とした反射鏡３とシリンドリカル凹レンズとしたカバーレンズ６を用いて、ライン状の照射範囲７に照射を行っているが、反射鏡３の形状設計により、カバーレンズ６を用いないでもライン状の照射範囲７に照射を行うことができる。
【0016】
図３では、カバーレンズ６には略平行光線が入力しているので、カバーレンズ６の代わりに、図４のように各種図形穴の開いた板８と透明カバー５とすることで、前記各種図形穴の形状の照射範囲７に照射することができる。また、ＬＥＤ光源２を前記焦点位置から変化させることで、前記各種図形穴の照射範囲７を、形状をある程度保ったままで拡大することができる。
なお、図４において、図形穴の開いた板８を撤去すれば、透明カバー５の形状、すなわち矩形形状の照射範囲に照射できることは明らかである。
なお、図４において、図形穴の開いた板８を撤去すれば、透明カバー５の形状、すなわち矩形形状の照射範囲に照射できることは明らかである。
【0017】
本ＬＥＤ照明装置１には、特定範囲への照射を行いやすい特徴や、透明カバー５またはカバーレンズ６への着雪・凍結対策を行いやすい特徴があることから、本ＬＥＤ照明装置１は交通信号機への適用性が高い。前者の特徴は、近接する道路へ異なった信号標示を行いたい場合に有用な特徴であり、後者の特徴は、積雪寒冷地に設置される交通信号機に有用な特徴である。
【0018】
本ＬＥＤ照明装置１のＬＥＤ光源２は、１個の反射鏡３に対して１個のＬＥＤに限定するものではなく、１個の反射鏡３に対して複数個のＬＥＤの集合体からなるＬＥＤ光源２とすることも考えられる。
例えば、複数個のＬＥＤが１列に配置されたＬＥＤ光源２を用いることで、幅の広い照射範囲とすることができる。
また、前記交通信号機のように高い信頼性を必要とするものには、複数個のＬＥＤの集合体からなるＬＥＤ光源２として、冗長化を図ることが信頼性向上に有効である。
例えば、複数個のＬＥＤが１列に配置されたＬＥＤ光源２を用いることで、幅の広い照射範囲とすることができる。
また、前記交通信号機のように高い信頼性を必要とするものには、複数個のＬＥＤの集合体からなるＬＥＤ光源２として、冗長化を図ることが信頼性向上に有効である。
【符号の説明】
【0019】
１ ＬＥＤ照明装置
２ ＬＥＤ光源
３ 反射鏡
４ 放熱用金属部品
５ 透明カバー
６ カバーレンズ
７ 照射範囲
８ 図形穴の開いた板
２ ＬＥＤ光源
３ 反射鏡
４ 放熱用金属部品
５ 透明カバー
６ カバーレンズ
７ 照射範囲
８ 図形穴の開いた板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2022-10-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項1】
ＬＥＤ光源と放物面鏡とシリンドリカル凹レンズとを備えるＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤ光源の照射軸方向を、本ＬＥＤ照明装置の照射軸方向に対して略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源の照射軸方向に配置する１枚の放物面鏡での反射により、ＬＥＤ光源からの発生光を本ＬＥＤ照明装置照射軸方向への略平行光とし、この略平行光をシリンドリカル凹レンズでの屈折により照射範囲を１軸方向にのみ拡大することで、ライン状の照射範囲に照射することを特徴とし、ＬＥＤ光源は放熱用金属部品により本ＬＥＤ照明装置内に固定され、放熱用金属部品はシリンドリカル凹レンズを貫通せず、放熱用金属部品は放物面鏡に接触しないことを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。
【手続補正書】
【提出日】2022-12-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項1】
ＬＥＤ光源と放物面鏡とシリンドリカル凹レンズとを備えるＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤ光源の照射軸方向を、本ＬＥＤ照明装置の照射軸方向に対して略同軸反対方向とし、ＬＥＤ光源の照射軸方向に配置する１枚の放物面鏡での反射により、ＬＥＤ光源からの発生光を本ＬＥＤ照明装置照射軸方向への略平行光とし、この略平行光をシリンドリカル凹レンズでの屈折により照射範囲を１軸方向にのみ拡大することで、ライン状の照射範囲に照射することを特徴とし、ＬＥＤ光源は放熱用金属部品により本ＬＥＤ照明装置内に固定され、放熱用金属部品はシリンドリカル凹レンズの光線通過主要領域の内側表面に貫通せずに略接触し、放熱用金属部品は放物面鏡に接触しないことを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。