JP6171414B2 - 光源ユニット、及び照明器具 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高出力の発光素子モジュールを用いた場合であっても、所望の配光を容易に実現可能な光源ユニット、及び照明器具を提供することを目的とする。
図1は、本実施形態に係るトンネル照明器具1を示す正面図である。図2は、トンネル照明器具1の設置状態を示す図である。なお、本明細書では、図1に示すように、紙面の手前に向けて垂直に向いた方向を正面方向、紙面上側、及び下側を上方向、及び下方向、紙面左側、及び右側を左方向、及び右方向と定義する。
なお、本明細書では、道路81が延びる方向(車両が走行する方向)を縦断方向Jと定義し、この縦断方向Jに直交する方向を横断方向Mと定義する。
トンネル照明器具1は、図1に示すように、正面が開口した金属製の器具ケース2を備える。器具ケース2は、左右方向に長い正面視矩形の箱型に形成されており、正面開口2Aには、平板状の前面ガラス3が嵌め込まれている。前面ガラス3は、器具ケース2の上側面1Aに一対の蝶番4で開閉自在に結合され、器具ケース2の下側面1Bに一対のラッチ5で留められている。器具ケース2の正面開口2Aには、前面ガラス3との間をシールするシール部材としてのパッキン9が開口縁に沿って設けられている。
また器具ケース2の上側面1A、及び下側面1Bには、トンネル80(図2)内に設置するためのL字金具6が取り付けられている。
このトンネル照明器具1は、前面ガラス3を道路の路面に対面させ、左側面1C、及び右側面1Dを結ぶ方向である左右方向Iを道路81の縦断方向Jに合わせた姿勢で、トンネル80に設置される。
光源部10は、発光素子の一例たるLEDを光源とするものであり、その詳細は後述する。電源端子台11は、器具ケース2の外から引き込まれた配線と、電源ボックス12の配線とを結線する。電源ボックス12は、光源部10を駆動する直流電力を生成するものであり、AC−DC変換器を内蔵し、外部から供給される商用の交流電力を直流電力に変換し光源部10に供給する。なお、電源ボックス12は、外部からの調光指示に基づいて直流電力(例えば直流電流)を可変し、光源部10の光量を可変しても良い。また器具ケース2には、停電時等に使用する非常用の電力としてバッテリーを内蔵しても良い。
光源部10は、図1乃至図3に示すように、複数の光源ユニット20と、この光源ユニット20を前面ガラス3の近傍(正面開口2Aの近傍)に配置する支持脚21とを備えている。光源ユニット20が前面ガラス3の近傍に配置されることで、光源ユニット20の光が器具ケース2の内壁面での遮蔽を抑えて効率良く取り出される。
光源ユニット20は、図3に示すように、発光素子モジュール30と、この発光素子モジュール30を覆うレンズ体31と、発光素子モジュール30、及びレンズ体31を囲む反射体32と、これらを載置する載置板33とを備えている。
したがって、この発光素子モジュール30を光源ユニット20が光源に備えることで、大光量の光源ユニットとすることができる。
本実施形態では、図1及び図3に示すように、光源部10は、6つの発光素子モジュール30を備えることで、更なる光量の増加が図られている。具体的には、矩形板状の回路基板36の上下両側に、2つの発光素子モジュール30が縦並びに搭載されて発光素子モジュールユニット37として構成され、3つの発光素子モジュールユニット37が左右に並べて載置板33の面上に配置される。1つの発光素子モジュールユニット37に搭載する発光素子モジュール30の数を、トンネル照明器具1に要求される光量に応じて変えても良い。発光素子モジュールユニット37は、固定部材(不図示)によって載置板33に固定されている。各発光素子モジュール30に面して絶縁部材38が配されている。
光源部10は、上述の通り、複数の光源ユニット20を備えるが、各光源ユニット20は、互いに同じ配光を有し、路面82の略同じ照射エリアを照明することで、路面輝度及び壁面輝度が高められている。
レンズ体31は、図3に示した通り、発光素子モジュール30の発光部35を覆う透過型光学素子であり、発光部35を中心として左右対称な形状を成し、発光部35の光を左右の両側に配光する。具体的には、レンズ体31は、図4に示すように、発光部35の正面を横断して左右両側に跨がるように弧を描くアーチ型の本体部40を有し、この本体部40の端部に、載置板33にねじ等で固定される脚部31Aを一体に備えて構成される。
脚部31Aは、本体部40を発光部35(図3)の上方に、発光部35の周囲と本体部40との間に空間Rを設けて高く支持する部材であり、本体部40の周囲に開口31A1を有している。本実施形態では、脚部31Aの四方に開口31A1を形成することで、本体部40の四隅に脚片31A2を設けている。
反射体32は、レンズ体31の開口31A1(空間R)を通った直射光を反射し、レンズ体31の配光を補う反射面50を備えている。反射面50は、レンズ体31の開口31A1に対応して、反射体32の上側面たる直射光反射面51と、下側面たる直射光反射面52と、左側面たる直射光反射面53と、右側面たる直射光反射面54とを備えて構成されている。これらの直射光反射面51−54が開口31A1から横(上下左右方向)に出る光を正面側に向けて折り曲げて配光することで、レンズ体31が配光する両側の遠方の間の範囲が照らされる。
これにより、レンズ体31による左右両側遠方への配光と、直射光反射面51−54による両側遠方の間への配光とによって、横長の照射エリアが照射される。
なお、両側遠方の間への所望の配光を実現するために、直射光反射面51,53,54には、3つのファセット51A,51B,51C、53A,53B,53C、54A,54B,54Cが形成され、直射光反射面52には2つのファセット52A,52Bが形成されている。
左右の直射光反射面53,54には、下部両側に開口32B,32Bが形成されている。
光源ユニット20によれば、レンズ体31の本体部40を、高くかつ周囲に開口31A1(空間R)を設けることで、発光部35から横方向に向かう直射光を開口31A1から積極的に取り出し、反射体32で反射させてレンズ体31の配光を補うようにしている。したがって、発光面積が大きい高出力の発光素子モジュール30を用いた場合でも、レンズ体31又は反射体32単体で配光する場合に比べ、所望の配光を容易に実現できるとともに、光を有効に利用できる。また、開口31A1の大きさによって、左右両側の遠方に配光する光量と直射光として取り出して遠方の間を照射する光量との配分を簡単に調整でき、使い勝手の良い光源ユニット20が実現できる。さらに、レンズ体31の本体部40は、レンズ単体で配光する場合のように発光部35の周囲を完全に覆う大きさに形成する必要がないため、レンズ体31を小型化でき、その結果、レンズ体31を容易かつ安価に製造できるとともに、コンパクトな光源ユニット20が得られる。
トンネル入口照明では、壁面においては角度が大きく(壁面上を高く)なるにつれて輝度が急激に低下する分布、車道においては壁面に比べて輝度がなだらかに低下する分布が要求され、壁面と車道では輝度の変位が非対称となる。光源ユニット20においては、分割した側方入射部42B,42Bと、反射面50によって、この分布を調整できる。
例えば、上記実施形態では、レンズ体の出射面のうち中央部を凹形状とするとともに、レンズ体の入射面をフレネルレンズ形状としたが、出射面41及び入射面42の形状はこれに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、トンネル照明器具を道路用照明器具の一例として例示したが、これに限らず、例えば高速道路の遮音壁の壁面に設置されて路面を照明する照明器具といったように、各種の道路用照明器具に応用が可能である。
更に、本発明の照明器具、及び光源ユニットは、道路用照明器具に拘わらず、縦方向の照射エリアを制御しながら、横長に延びる照射エリアを広範囲に照らす用途の器具に適用可能である。
20 光源ユニット
30 発光素子モジュール
31 レンズ体
31A 開口
33 載置板(設置面)
35 発光部
42 入射面
50 反射面
50A 下端
R 空間
δ 隙間
Claims (6)
- 複数の発光素子を基板の上に配置して面状の発光部を形成したチップオンボード構造の発光素子モジュールと、
前記発光部を覆い、前記発光部から入射する光を前記発光部の両側の遠方に配光する本体部、及び、この本体部を前記発光部と空間を空けて支持するとともに前記面状の発光部の四方に貫通する開口が形成された脚部を有するレンズ体と、
前記開口に対面して設けられ、前記開口を通った前記発光部からの直射光を反射し、前記両側の遠方の間に配光して前記レンズ体の配光を補う反射面と、
を備えたことを特徴とする光源ユニット。 - 前記発光部と対面する前記レンズ体の入射面の側を、複数の段部を形成したフレネルレンズ形状とし、前記発光部からの距離を離し、前記発光部の出射角よりも上方に前記入射面の下端を位置させたことを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
- 前記発光素子モジュールの発光部を囲む前記反射面の下端と、設置面との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の光源ユニット。
- 前記レンズ体は、前記本体部と、前記脚部とを一体に備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光源ユニット。
- 前記本体部は正面視で略矩形状に形成され、
前記脚部は、前記本体部の四隅に脚片を有し、4つの該脚片のうち隣り合う2つの脚片を一対とした二対の脚片は、それぞれ連結部によって連結されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光源ユニット。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の光源ユニットを1又は複数備えたことを特徴とする照明器具。
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