特開 2023-12692 照明装置

(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】P2023012692

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/08 20060101AFI20230119BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20230119BHJP

   F21V 13/04 20060101ALI20230119BHJP

   F21V 13/12 20060101ALI20230119BHJP

   F21W 111/02 20060101ALN20230119BHJP

   F21W 131/103 20060101ALN20230119BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230119BHJP

【ＦＩ】

F21S8/08 100

F21V5/00 510

F21V13/04 500

F21V13/12 300

F21W111:02

F21W131:103

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116282

(22)【出願日】2021-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉原 大貴

(72)【発明者】

【氏名】松田 孝司

(57)【要約】

【課題】照明装置のサイズを抑えつつ、遠方まで光を照射することができる。
【解決手段】照明装置１００は、発光素子１と、発光素子１から出射された光を受ける入射口２１と、入射口２１が受けた光を出射する出射口２２とを有するレンズ２と、出射口２２からの光を受けて、光を出射するミラー３とを備える。発光素子１、レンズ２およびミラー３は、発光素子１の光軸方向に並んで配置されている。ミラー３は、光軸方向と異なる方向に光を出射する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子と、
前記発光素子から出射された光を受ける入射口と、前記入射口が受けた光を出射する出射口とを有するレンズと、
前記出射口からの光を受けて、光を出射するミラーと
を備え、
前記発光素子、前記レンズおよび前記ミラーは、前記発光素子の光軸方向に並んで配置されており、
前記ミラーは、前記光軸方向と異なる方向に光を出射し、
前記入射口は、前記発光素子を囲むように凹状に形成され、その底面である第１入射面が前記発光素子と前記光軸方向に対向するように設けられており、
前記レンズは、前記入射口の側面である第２入射面に入射した光を、前記出射口側に反射させる第１反射面をさらに有することを特徴とする照明装置。

【請求項2】

請求項１に記載の照明装置において、
前記レンズは、前記第１入射面に入射した光と、前記第１反射面に反射された光とを、前記出射口側に反射させる第２反射面をさらに有することを特徴とする照明装置。

【請求項3】

請求項２に記載の照明装置において、
前記第２反射面を透過した光を遮光する遮光体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【請求項4】

請求項３に記載の照明装置において、
前記第１入射面に入射した光と、前記第１反射面に反射された光とを、前記出射口側に反射させる第２ミラーをさらに備えることを特徴とする照明装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記出射口は、上下方向と垂直をなす平面に対して傾きを有する平面であることを特徴とする照明装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記光軸方向が、上下方向に対して傾きを有することを特徴とする照明装置。

【請求項7】

請求項１～７のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記ミラーは、前記発光素子および前記レンズよりも下部に配置されていることを特徴とする照明装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記ミラーは、前記レンズから出射される光を、上下方向と垂直をなす第１方向には拡散し、上下方向および前記第１方向と垂直をなす第２方向にはコリメートさせることを特徴とする照明装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記ミラーは、反射面が２つの凹部を有する形状であることを特徴とする照明装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記発光素子は、複数のＬＥＤによって構成されていることを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、照明装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、道路側方の壁面などに配置される道路用照明装置が知られている。

【0003】

特許文献１の照明器具は、ＬＥＤ（発光素子）と、ＬＥＤよりも上側に配置された上側反射鏡と、ＬＥＤよりも下側に配置された下側反射鏡とを備える。特許文献１では、上側反射鏡がＬＥＤから上向きに出射される光を水平方向よりも下向きに反射し、下側反射鏡がＬＥＤから下向きに出射される光を水平方向よりも下向きに反射している。この配光により、特許文献１では、路面を走行する車両の運転者が感じる眩しさ（グレア）を抑えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１９２２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１において、眩しさを抑えつつ遠方を明るく照射するためには、上側反射鏡および下側反射鏡を水平方向に伸ばす必要がある。このため、遠方まで光を照射しようとすると、照明装置が大型になる。

【0006】

本開示は、照明装置のサイズを抑えつつ、遠方まで光を照射可能な照明装置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】

【0007】

上記の目的を達成するために、本開示の一実施形態に係る照明装置は、発光素子と、前記発光素子から出射された光を受ける入射口と、前記入射口が受けた光を出射する出射口とを有するレンズと、前記出射口からの光を受けて、光を出射するミラーとを備え、前記発光素子、前記レンズおよび前記ミラーは、前記発光素子の光軸方向に並んで配置されており、前記ミラーは、前記光軸方向と異なる方向に光を出射し、前記入射口は、前記発光素子を囲むように凹状に形成され、その底面である第１入射面が前記発光素子と前記光軸方向に対向するように設けられており、前記レンズは、前記入射口の側面である第２入射面に入射した光を、前記出射口側に反射させる第１反射面をさらに有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によると、照明装置のサイズを抑えつつ、遠方まで光を照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る照明装置の斜視図。

【図2】第１実施形態に係る照明装置の断面図。

【図3】第１実施形態に係る照明装置の光路を示す図。

【図4】第１実施形態に係る照明装置の平面図。

【図5】第１実施形態に係る照明装置の正面図。

【図6】第１実施形態に係る照明装置を道路に配置したときの配置関係を示す図。

【図7】第１実施形態に係る照明装置の照度分布および光度角度分布を示す図。

【図8】第２実施形態に係る照明装置を示す図。

【図9】第３実施形態に係る照明装置の断面図。

【図10】第３実施形態に係る照明装置の断面図。

【図11】第１～第３実施形態に係る照明装置の他の例を示す断面図。

【図12】第１～第３実施形態に係る照明装置の他の例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

【0011】

（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る照明装置の斜視図を示し、図２は本実施形態に係る照明装置の断面図を示し、図３は図２における光路を示し、図４は本実施形態に係る照明装置の平面図を示し、図５は本実施形態に係る照明装置の正面図を示す。なお、図３では、照明装置における光路を破線で示している。

【0012】

照明装置１００は、後述するように、道路５１の側方に設置され、道路５１の路面に光を照射する照明装置である。

【0013】

図１～図５に示すように、照明装置１００は、発光素子１と、レンズ２と、ミラー３と、遮光体４とを備える。発光素子１、レンズ２およびミラー３は発光素子１の光軸方向に並んで配置されている。なお、以下の説明において、Ｚ方向は上下方向、Ｘ方向は水平方向（第１方向に相当）、Ｙ方向はＸ方向およびＹ方向と垂直をなす鉛直方向（第２方向に相当）をそれぞれ示す。本実施形態では、照明装置１００は、Ｚ方向が発光素子１の光軸方向、Ｘ方向が道路５１の走行方向、Ｙ方向が道路５１の幅方向とそれぞれ一致するように設置される。

【0014】

発光素子１は、ＬＥＤなどの発光素子である。この発光素子１に設けられるＬＥＤは、１つであってもよいし、複数であってもよい。

【0015】

レンズ２は、発光素子１から出射された光を受けて、ミラー３に第１出射光を出射する。具体的に、レンズ２は、入射口２１と、出射口２２と、入射口２１と出射口２２との間に設けられた側面部２３とを有する。

【0016】

図２に示すように、入射口２１は、レンズ２の図面上側に形成されており、発光素子１を囲むように凹状に形成されている。入射口２１は、凹状の底面である第１入射面２１ａと、凹状の側面である第２入射面２１ｂとによって構成されている。入射口２１は、第１入射面２１ａおよび第２入射面２１ｂによって、発光素子１から出射された光を受ける。

【0017】

側面部２３は、第１反射面２３ａと、第２反射面２３ｂと、第３反射面２３ｃとを含む。

【0018】

第１反射面２３ａは、入射口２１の開口の上端部から図面下方に向かうにしたがって、曲面状に広がるように形成されている。第１反射面２３ａは、入射口２１からレンズ２に入射した光を、出射口２２側または第２反射面２３ｂ側に反射させる。

【0019】

第２反射面２３ｂは、出射口２２の下端部から図面上方およびＹ方向に平面状に広がるように形成されている。第２反射面２３ｂは、入射口２１からレンズ２に入射した光を、出射口２２側に反射させる。また、第２反射面２３ｂは、第１反射面２３ａによって反射された光を出射口２２側に反射させる。

【0020】

第３反射面２３ｃは、レンズ２の図面左側において、入射口２１の上端部から出射口２２の下端部にかけて曲面状に広がり、途中から平面状となっており、Ｙ方向に広がるように形成されている。第３反射面２３ｃは、入射口２１からレンズ２に入射した光を、出射口２２側に反射させる。

【0021】

出射口２２は、入射口２１から入射した光を、ミラー３に出射する。出射口２２の形状は、投影したい配光形状に対応して設計される。本実施形態では、出射口２２は、Ｘ方向に対して傾斜を有するような平面で形成されている（図２など参照）。この出射口２２の形状により、出射口２２から出射される光を図面左側に屈折させることができるため、漏れ光を抑制し、かつ、照明装置１００（具体的には、ミラー３）の図面右側の大きさを抑えることができる。

【0022】

図３に示すように、光線Ｒ１は、入射口２１の第１入射面２１ａに入射し、第１反射面２３ａおよび第２反射面２３ｂを経ずに、出射口２２を通過する。光線Ｒ２は、入射口２１の第１入射面２１ａに入射し、第２反射面２３ｂによって反射された後、出射口２２を通過する。光線Ｒ３は、入射口２１の第２入射面２１ｂに入射し、第２反射面２３ｂによって反射された後、出射口２２を通過する。光線Ｒ４は、入射口２１の第２入射面２１ｂに入射し、第１反射面２３ａによって反射され、第２反射面２３ｂによってさらに反射された後、出射口２２を通過する。

【0023】

このように、第１反射面２３ａは、第２入射面２１ｂに入射した光を、出射口２２側または第２反射面２３ｂ側に反射させる。第２反射面２３ｂは、第１入射面２１ａに入射した光、または、第１反射面２３ａに反射された光を、出射口２２側に反射させる。なお、説明は省略するが、第３反射面２３ｃは、発光素子１から図面左側に出射された光を、出射口２２側に反射させる。この第１反射面２３ａ～第３反射面２３ｃにより、照明装置１００の光学効率を高めることができる。

【0024】

図２に示すように、ミラー３は、レンズ２よりも図面下方に配置されている。ミラー３は、出射口２２から出射された光を反射させる反射面３１を有する。反射面３１は、焦点位置が出射口２２に設定されている。また、反射面３１は、レンズ２から出射された光をＸ方向に拡散し、Ｙ方向にコリメートさせるような曲率を有する。例えば、反射面３１の形状は、２つの凹部３１ａ，３１ｂがＸ方向に並ぶように形成される（図４および図５参照）。この形状により、レンズ２から出射された光を、Ｙ方向の狭い範囲に集中させ、Ｘ方向に拡散させることができる。なお、反射面３１の形状は、これに限られず、上記の曲率を実現できればどのようなものであってもよい。例えば、反射面３１の凹部は２つでなくてもよいし、反射面３１が略平面状であってもよい。

【0025】

遮光体４は、入射した光を遮る遮光部材で構成されている。図２に示すように、遮光体４は、レンズ２の第２反射面２３ｂの右側下方に配置される。この遮光体４により、第２反射面２３ｂを透過した光（第２反射面２３ｂに入射し、反射されなかった光）が遮光される。照明装置１００に遮光体４を設けることにより、第２反射面２３ｂを透過した光（迷光）が照明装置１００の外部に漏れ出すことを抑制することができる。

【0026】

図６は第１実施形態に係る照明装置を道路に配置したときの配置関係を示す図である。具体的に、照明装置１００は、道路５１（車道）の路肩において、Ｚ方向における高さ１．２ｍの地点５１ａ（車両５０のドライバーと目線と同じ程度の高さ）に配置される。

【0027】

図７（ａ）は本実施形態に係る照明装置における道路面の照度分布図を示し、図７（ｂ）は本実施形態に係る照明装置におけるＹ方向およびＺ方向の光度角度分布図を示す。なお、図７（ａ），（ｂ）では、照度や光度が高い部分が白色で、光度や照度が低い部分が黒色で示されている。

【0028】

図７（ａ）は、縦軸がＹ方向、横軸がＸ方向に相当する。図７（ａ）では、照明装置１００は、図面中央下部の地点５１ａに配置されている。

【0029】

図７（ａ）に示すように、Ｘ方向における広い範囲に光が拡散されており、Ｙ方向には道路５１の全ての車線に光を照射できていることが分かる。また、照明装置１００の直下の領域の照度が抑えられており、照明装置１００の周辺が明るくなりすぎないようになっている。

【0030】

図７（ｂ）は、道路５１を走行する車両５０のドライバーから照明装置１００の方向を見たときの角度光度分布図であり、Ｚ方向の角度（仰俯角Ｖ）を縦軸、Ｘ方向の角度（水平角Ｈ）を横軸としている。

【0031】

図７（ｂ）に示すように、Ｘ方向における広い範囲に光が拡散されている。また、Ｚ方向における角度０°よりも下側に光度のピークが存在し、０°よりも上側の領域では、光度が抑えられていることが分かる。この配光分布により、車両５０のドライバーにグレアが発生させることを抑制できる。本実施形態では、ミラー３は、発光素子１およびレンズ２よりも下部に配置されているため、照明装置１００の上部への漏れ光を抑制することができ、グレアの発生を抑制することができる。

【0032】

以上の構成により、本実施形態に係る照明装置１００は、発光素子１と、発光素子１から出射された光を受ける入射口２１と、入射口２１が受けた光を出射する出射口２２とを有するレンズ２と、出射口２２からの光を受けて、光を出射するミラー３とを備える。発光素子１、レンズ２およびミラー３は、Ｚ方向（発光素子の光軸方向）に並んで配置されている。ミラー３は、Ｙ方向（前記光軸方向と異なる方向）に光を出射する。この構成により、レンズ２が発光素子１から出射された光を集光するため、ミラー３の大きさを抑えることができる。また、発光素子１、レンズ２およびミラー３を発光素子１の光軸方向に並べることにより、光学系の小型化を図ることができる。したがって、照明装置のサイズを抑えつつ、遠方まで光を照射することができる。

【0033】

また、入射口２１は、発光素子１を囲むように凹状に形成されている。入射口２１は、底面である第１入射面２１ａと、側面である第２入射面２１ｂとを有する。レンズ２の第１反射面２３ａは、第２入射面２１ｂに入射した光を、出射口２２側に反射させる。これにより、照明装置の光学効率を高めることができるため、照明装置を小型化することができる。

【0034】

また、レンズ２の第２反射面２３ｂは、第１入射面２１ａに入射した光と、第１反射面２３ａに反射された光とを、出射口２２側に反射させる。これにより、照明装置の光学効率を高めることができるため、照明装置１００を小型化することができる。これにより、照明装置の光学効率を高めることができるため、照明装置を小型化することができる。

【0035】

また、遮光体４は、第２反射面２３ｂを透過した光を遮光する。これにより、第２反射面２３ｂを透過した光が照明装置１００の外部に漏れ出すことを抑制することができる。

【0036】

また、出射口２２は、Ｚ方向と垂直をなすＸ方向に対して傾きを有する。これにより、出射口２２から出射される光を光軸方向に対して屈折させることができるため、漏れ光を抑制し、かつ、ミラー３の大きさを抑えることができる。

【0037】

また、ミラー３は、発光素子１およびレンズ２よりも下部に配置されている。これにより、照明装置１００の上部への漏れ光を抑制することができるため、車両を運転するドライバーにグレアを発生させることを抑制することができる。

【0038】

また、ミラー３は、焦点が出射口２２の位置に設定されており、レンズ２から出射される光を、Ｘ方向（第１方向）には拡散し、Ｙ方向（第２方向）にはコリメートさせる。これにより、Ｘ方向（走行方向）における広い範囲に光を拡散し、Ｙ方向（道路５１の幅方向）の狭い領域に光を集中させることができる。

【0039】

また、ミラー３は、反射面３１が２つの凹部３１ａ，３１ｂを有する形状である。これにより、Ｘ方向（走行方向）における広い範囲に光を拡散し、Ｙ方向（道路５１の幅方向）の狭い領域に光を集中させる配光を実現させることができる。

【0040】

（第２実施形態）
図８（ａ）は第２実施形態に係る照明装置の平面図を示し、図８（ｂ）は第２実施形態に係る照明装置の正面図を示す。なお、図８（ａ），（ｂ）では、照明装置１００における光路を破線で示している。また、第２実施形態では、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号を付し、その説明を省略している。

【0041】

第２実施形態では、レンズ２およびミラー３がそれぞれ複数設けられている。図８（ａ），（ｂ）に示すように、ミラー３ａが図面左側に、ミラー３ｂが図面中央に、ミラー３ｃが図面右側に配置されている。また、ミラー３ａ～３ｃに対応するように、レンズ２ａ～２ｃが設けられている。

【0042】

図８（ａ）に示すように、ミラー３ａは図面左側（Ｘ方向の一方側）に、ミラー３ｂは図面下側（Ｙ方向）に、ミラー３ｃは図面右側（Ｘ方向の他方側）に、それぞれ光を照射する。これにより、照明装置１００が照射可能な範囲を広げることができるため、道路５１に設置する照明装置の数を抑えることができる。なお、図８（ａ），（ｂ）では、３枚のミラー３を一体化させてもよい。

【0043】

（第３実施形態）
図９は本実施形態に係る照明装置の断面図を示す。なお、図９では、照明装置１００における光路を破線で示している。また、第３実施形態では、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号を付し、その説明を省略している。

【0044】

第３実施形態では、第１実施形態と比較すると、レンズ２の形状が異なる。具体的には、側面部２３に、第２反射面２３ｂが設けられていない。第３実施形態に係る照明装置であっても、第１実施形態に係る照明装置と同様の効果を得ることができる。

【0045】

なお、図示は省略しているが、第２反射面２３ｂに相当する領域を通過した光線は、遮光体４によって遮光される。これにより、照明装置１００の上部の光線を抑えることができるため、運転者のグレアを抑えることができる。

【0046】

また、図１０に示すように、第２反射面２３ｂに相当する領域に、ミラー６（第２ミラー）を配置してもよい。これにより、ミラー６が、第２反射面２３ｂと同様に、第１入射面２１ａに入射した光と、第１反射面２３ａに反射された光とを、出射口２２側に反射させるため、照明装置の光の利用効率を向上させることができる。

【0047】

（その他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態について説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。

【0048】

なお、上記各実施形態において、ミラー３の上部に、レンズ７を配置してもよい（図１１参照）。レンズ７をミラー３の上部に配置することにより、レンズ７によって出射口２２からでた光線をコリメートすることができるため、照明装置１００の小型化を図ることができる。

【0049】

また、上記各実施形態において、発光素子１の光軸方向がＺ方向（上下方向）と一致するように、照明器具１００が配置されているが、発光素子１の光軸方向と、Ｚ方向とが必ずしも一致しなくてもよい。例えば、発光素子１、レンズ２、ミラー３および遮光体４が図１２のように配置されていてもよい。図１２では、破線が照明装置１００における光路を示し、破線の矢印が発光素子１の光軸方向を示す。図１２に示すように、発光素子１の光軸方向が、Ｚ方向に対して傾きを有していたとしても、上記各実施形態の照明装置１００と同様の配光分布を実現することができる。

【0050】

また、上記各実施形態では、照明装置１００が道路用照明装置として用いられる場合を例にして説明したが、照明装置１００を道路用照明装置以外の用途で用いてもよい。例えば、照明装置１００は、グラウンドやスタジアムに使用することもできるし、車両用のヘッドライトとして用いることができる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明の照明装置は、道路の側方に設置される道路用照明装置として用いることができる。

【符号の説明】

【0052】

１００ 照明装置
１ 発光素子
２ レンズ
３ ミラー
４ 遮光体
６ ミラー（第２ミラー）
７ レンズ
２１ 入射口
２１ａ 第１入射面
２１ｂ 第２入射面
２２ 出射口
２３ａ 第１反射面
２３ｂ 第２反射面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】