JP7255783B2

JP7255783B2 - 光学ユニット及びその光学ユニットを使った街路灯用のｌｅｄ照明器具

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Publication number: JP7255783B2
Application number: JP2018242320A
Authority: JP
Inventors: 邦善櫻木; 宗久島崎
Original assignee: 株式会社スリーエス
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2023-04-11
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: JP2020107403A; KR20200080127A

Description

特許法第３０条第２項適用平成３０年１１月２１日ウェブサイト「ｈｔｔｐｓ：／／ｉｏｔｎｅｗｓ．ｊｐ／ａｒｃｈｉｖｅｓ／１１１５９８」掲載

本発明は、支柱等に取り付けられる街路灯用のＬＥＤ照明器具、及びそれに使用される光学ユニットに関する。

ＬＥＤ（レーザー発光ダイオード）を用いた街路灯は、車道を広範囲に照明しつつ省電力化が図られている。例えば特許文献１のＬＥＤ照明装置は、照明器具にＬＥＤに半球状のレンズが取り付けられた照明ユニットに角度変更部が取り付けられている。そしてその角度変更部によっていろいろな角度方向に照明光が指向するようになっている。

特開２００８－２５８００７号公報

しかしながら、実際の照明された状態を確認しながら照明ユニットの角度を変更することは手間がかかる作業である。また複数の照明ユニットの角度を変更することによって明るい領域と暗い領域とが混在すると歩行者にとって不快なグレアとなる。そしてＬＥＤの照射光量を有効に活用できないという問題もあった。

そこで本発明は、上記課題を解決するため、効率的な有効光束を照射することができる光学ユニットを提供する。またその光学部材を使った街路灯用のＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。

本実施形態は、透明材料からなる透明光学部材とこの透明光学部材に重ねて配置され反射材料で形成された反射光学部材とを備える光学ユニットである。そして光学ユニットの透明光学部材は、ＬＥＤを収容するように凹んだ凹み部と、凹み部とは反対側でＬＥＤの光軸に対して半球体に形成された第１外郭部と、半球体の第１縁部に形成されるとともに、第１外郭部よりも高く形成された第２外郭部と、を有する。また、光学ユニットの反射光学部材は、平面視で第１外郭部の大きさの開口を有する枠部と、枠部から立ち上がり第２外郭部の側面に隣接した側壁と、を有する。透明光学部材と反射光学部材とで、ＬＥＤからの光を所定方向に導く。

また実施形態の透明光学部材の断面は、第１縁部の方向には凹み部から第１外郭部までの厚さが薄く、第１縁部の反対側の第２縁部の方向には凹み部から第１外郭部までの厚さが厚く形成されていることが好ましい。また半球体は、平面視で楕円形状又はトラック形状を含み、楕円形状又はトラック形状の長手方向が第１縁部に接することが好ましい。また、透明光学部材の凹み部の径は、第２外郭の幅と同じであることが好ましい。

反射光学部材は、側壁から第２外郭部の屋根面を覆うよう天井壁を有することが好ましい。反射光学部材の側壁は曲面に形成されることが好ましい。

基板にＬＥＤがＮ（Ｎは１以上の自然数）行Ｍ（Ｍは２以上の自然数）列に配置される際には、透明光学部材は、一枚の透明平板にＮ行Ｍ列で形成され、反射光学部材は、一枚の反射平板にＮ行Ｍ列で形成されることが好ましい。

本実施形態は、野外の壁や柱に固定される街路灯用のＬＥＤ照明器具である。そののＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤを配置した基板と、基板に重ねて配置される光学ユニットと、光学ユニットを覆い防水する防水カバーと、を備える。そして光学ユニットは、第２外郭部が壁又は柱の側に配置されている。

本発明の光学ユニットは、効率的な有効光束を照射することができる。またその光学ユニットを使ったＬＥＤ照明器具も同様である。

街路灯用のＬＥＤ照明器具の斜視図である。街路灯用のＬＥＤ照明器具のブロック図である。（ａ）は、照明ユニットをＹ軸方向で切断した断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。（ａ）は、Ｙ軸方向で切断した透明光学部材の拡大断面図であり、（ｂ）はＸ軸方向で切断した透明光学部材の拡大断面図である。（ａ）は、透明光学部材の－Ｚ軸方向から全体平面図であり、（ｂ）は＋Ｙ軸方向からみた全体側面図であり、（ｃ）は＋Ｘ軸方向からみた全体側面図である。反射光学部材の拡大斜視図である。（ａ）は、反射光学部材の－Ｚ軸方向から全体平面図であり、（ｂ）は＋Ｙ軸方向からみた全体側面図であり、（ｃ）は＋Ｘ軸方向からみた全体側面図である。

本発明の実施形態に係る街路灯用のＬＥＤ照明器具について説明する。以下の実施形態において、ＬＥＤ照明器具は、一般道又は高速道路等に配置される街路灯用のＬＥＤ照明器具として説明する。なお、説明に用いる各図はこれら発明を理解できる程度に概略的に示してあり、大きさ、角度又は厚み等は誇張して描いている。また説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。

＜ＬＥＤ照明器具の概略＞
街路灯用のＬＥＤ照明器具１００は、屋外の壁や柱に取り付けられて、一般道などを照らす街路灯の役目を果たす。ＬＥＤ照明器具１００は、例えば６ｍ幅の道路に４０～６０ｍ間隔で配置される。図１に示すように、街路灯用のＬＥＤ照明器具１００は、本体カバー９５の下側（－Ｚ軸側）に配置された照明ユニット１０と、本体カバー９５の下側に配置された制御ユニット２０と、本体カバー９５の上側（＋Ｚ軸側）に配置された太陽光発電を行うソーラーパネル３０（図２を参照）と、本体カバー９５の下側に配置された監視カメラ５０と、ＬｏＲａアンテナ６０とを備えている。制御ユニット２０の筐体には、支柱に対して本体カバー９５の傾きを変える角度調整部９０が設けられている。なお本体カバー９５は、風雨に耐えられるようにアルミニウム合金等で形成されている。

また街路灯用のＬＥＤ照明器具１００は、光の光量が増えると電気抵抗が下がるフォトレジスタＣＤＳと、人間等の接近や所在を感知する人感センサＨＤＳとが本体カバー９５の下側に有している。そしてＬＥＤ照明器具１００は、制御ユニット２０の筐体に設けられた角度調整部９０を介して、支柱（不図示）又は壁に固定される。支柱又は壁は、たとえばその内部に交流１００Ｖ用の電線（図２の外部電源ＡＣ）を挿通可能に構成されていることが好ましい。

１つの照明ユニット１０は、例えば消費電力１５Ｗであり、例えば三段階調光可能なＬＥＤ調光部２７（図２を参照）が採用されている。図１では照明ユニット１０が２つ配置され３０Ｗの照明になっているが、配置地域や用途に応じて、照明ユニット１０を１つ（１５Ｗ）にしたり３以上（４５Ｗ，６０Ｗ……）にしたりしてもよい。照明ユニット１０は、支柱に取り付けられる角度調整部９０を基準にして前方（＋Ｘ軸方向）で且つ下方（－Ｚ軸方向）を照らすように構成されている。上述した角度調整部９０が支柱に対して９０度に取り付けられていても、照明ユニット１０から照射される光の大半は支柱に対して前方（＋Ｘ軸方向）に向けられ、光は後方（－Ｘ軸方向）にはあまり届かない。なお図１では、照明ユニット１０は防水カバーが取り外された状態で描かれている。

監視カメラ５０は、半球形の防水カバー内に広角レンズを有した例えば１０００万画素のデジタルカメラである。監視カメラ５０は、定期的に静止画像を撮像したり動画像を撮影したりする。静止画像もしくは動画像は、デジタルデータとして取得される。また、監視カメラ５０は、制御部２１及び通信部２９（図２を参照）を介して、基地局へ画像を送信してもよいし、内蔵の記憶媒体（不図示）に画像を記憶してもよい。街路灯用のＬＥＤ照明器具１００は、防犯上の設備として、監視カメラ５０の画像に基づいて回転する防犯赤色灯や警報ブザーを装着してもよい。

ＬｏＲａアンテナ６０は、基地局と通信するため、ＬＰＷＡＮ（ＬｏｗＰｏｗｅｒＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）技術を用いて通信する際に使われるアンテナである。「ＬＰＷＡＮ」とは、低消費電力で広域無線通信を行うことができる技術であり、ＬｏＲａ通信は、ＬＰＷＡＮ技術の伝送技術の一種である。ＬｏＲａアンテナ６０は、監視カメラ５０が撮影した画像等を基地局に無線送信することができる。なお、本実施形態ではＬｏＲａ通信を前提とするが、これに限られず通信方式はどのようなものであってもよく有線通信であってもよい。

フォトレジスタＣＤＳは、外部の明るさを検知して、その信号を出力する。フォトレジスタＣＤＳは、図１では照明ユニット１０の前側（＋Ｘ軸側）に配置されているが、後側（－Ｘ軸側）に配置されていてもよい。

人感センサＨＤＳは、超音波や赤外線を使って人間等の接近や所在を感知する。人感センサＨＤＳは、図１では照明ユニット１０の前側（＋Ｘ軸側）に配置されているが、照明ユニット１０の後側（－Ｘ軸側）に配置されていてもよい。人間等を感知し易い位置であれば、本体カバー９５のどの位置に人感センサＨＤＳが取り付けられてもよい。

本体カバー９５上側（＋Ｚ軸側）ソーラーパネル３０（不図示）は、パネル表面に複数のセルが並列された太陽電池モジュールを含んでいる。太陽電池モジュールは、パネルの両面にセルが設けられた両面受光型を採用することが好ましいが、太陽電池モジュールは、パネルの片面にセルが設けられた片面受光型であってもよい。

＜制御ユニットの概略＞
次に図２を使って制御ユニット２０を説明する。図２は街路灯用のＬＥＤ照明器具のブロック図であり、図２において、一点鎖線で囲まれている範囲が制御ユニット２０である。制御ユニット２０は、メイン制御部２１、ソーラー充電回路２３、ＡＣ／ＤＣ充電回路２５、ＬＥＤ調光部２７、通信部２９及びバッテリＢＡＴなどを有している。また図２において、二重線は電源を供給する電源線を示しており、実線は命令又はデータなどの信号を送受信する信号線を示している。なお、ＬＥＤ調光部２７は制御ユニット２０内ではなく、照明ユニット１０の回路基板に設けられても良い。

メイン制御部２１は、実線である信号線で示されているように、フォトレジスタＣＤＳ及び人感センサＨＤＳから信号を受け取る。またメイン制御部２１は、ソーラー充電回路２３、ＡＣ／ＤＣ充電回路２５、ＬＥＤ調光部２７、通信部２９、及び監視カメラ５０に対して信号もしくはデータを送受信する。

バッテリＢＡＴは、鉛電池、リチウムイオン電池又は固体電池等が適用でき、本実施形態ではリチウムイオン電池を使用している。二重線である電源線で示されているように、バッテリＢＡＴは、ソーラーパネル３０又は外部電源ＡＣにより充電され、メイン制御部２１等へ給電する。
ソーラー充電回路２３は、停電が発生していない通常時においては、バッテリＢＡＴの充電量が常に満充電となるように充電を行う。なお、常に満充電とするのではなく、バッテリＢＡＴの充電量が一定値以下になった場合に、電気供給を開始して満充電まで充電するようにしてもよい。ソーラー充電回路２３は、メイン制御部２１からの信号を受信して、外部電源ＡＣよりもソーラーパネル３０からの供給電力を優先してバッテリに充電する。ソーラー充電回路２３は、日射量の増加と共にソーラーパネル３０で発生する出力電圧が上昇し、その出力電圧がバッテリＢＡＴの充電許容電圧に達したとき、バッテリＢＡＴの回路との接続を切り離してバッテリＢＡＴへの給電を停止させるかあるいはその回路の短絡によってバッテリＢＡＴへの給電を停止させる。一方、監視カメラ５０及び通信部２９等が稼働しており、これらの直流負荷によってバッテリＢＡＴの電圧は徐々に低下し、この電圧がソーラー充電回路２３の充電開始点に達したとき、ソーラー充電回路２３は、バッテリＢＡＴへの充電を再開する。

外部電源ＡＣは、交流１００Ｖの商用電源であり、ソーラーパネルから得られる電流が少なくバッテリＢＡＴの充電容量が少ない場合に、外部電源ＡＣからバッテリＢＡＴに充電される。特にバッテリＢＡＴの容量が大きい場合や、バッテリＢＡＴの容量が少なくなっても問題が少ない場合には、ＡＣ／ＤＣ回路２５が不要でありバッテリＢＡＴに外部電源ＡＣから充電しなくてもよい。

ＡＣ／ＤＣ回路２５は、交流１００Ｖを直流に変換する回路である。またＡＣ／ＤＣ回路２５は、メイン制御部２１からの信号を受信して、ソーラーパネル３０からの充電が少なくバッテリＢＡＴの容量が所定値より少なくなった場合等に、バッテリＢＡＴを充電させる。

フォトレジスタＣＤＳは、外部の明るさの信号をメイン制御部２１に送信する。メイン制御部２１は、その信号に基づいて、外部が暗くなれば照明ユニット１０を自動点灯させ、明るくなれば自動消灯させるための信号をＬＥＤ調光部２７に送信できる。

人感センサＨＤＳは、人間等の接近の信号をメイン制御部２１に送信する。メイン制御部２１は、その感知信号に基づいて、照明ユニット１０がより明るくなるように調光する信号をＬＥＤ調光部２７に送信したりできる。またメイン制御部２１は、感知信号に応じて、静止画像の撮像枚数を増やしたりする信号、もしくは静止画像から動画像へと変更したりする信号を監視カメラ５０に送信できる。

ＬＥＤ調光部２７は、照明ユニット１０の明るさを調光できる。メイン制御部２１からの信号に基づいて、例えば、外部の明るさ、時間帯又はバッテリの残量に応じて二段階、三段階、四段階等で調光することができる。

監視カメラ５０は、撮影した静止画像もしくは動画像をＪＰＥＧ、ＭＸｃｏｄｅｃ等のフォーマットで画像圧縮できる。また監視カメラ５０は、画像圧縮した画像データをメモリなどの記憶装置に記憶することができる。また監視カメラ５０は、ＡＩ（artificial intelligence）機能を有しても良く、荷物の置きっぱなし等の検知をすることもできる。なお、画像圧縮等のすべてを監視カメラ５０で実行するのではなく、一部又は全部をメイン制御部２１で担ってもよい。また図示しない基地局からの指示に応じてメイン制御部２１は、静止画像の撮影周期を変えたり、静止画像から動画像へ又はその逆に変更したりする信号を監視カメラ５０に送信してもよい。

通信部２９は、クラウド又はオンプレミスのサーバなどの基地局とＬｏＲａアンテナ６０を使って通信する。照明ユニット１０の照射状態などの信号を送信したりＬＥＤ監視カメラ５０が撮影した画像等を基地局に無線送信したりすることができる。また通信部２９は、基地局からの命令信号などを受信してその命令信号をメイン制御部２１に送信することもできる。

＜照明ユニット１０の構成＞
以下、図３を使って、照明ユニット１０について説明する。

図３（ａ）はＬＥＤ素子１２５を通過するＹ軸方向で切断した照明ユニット１０の断面図である。図３（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図であり、ＬＥＤ素子１２５を通過するＸ軸方向で切断した照明ユニット１０の断面図である。照明ユニット１０は、＋Ｚ軸側から－Ｚ軸方向に順に、放熱板１１０、ＬＥＤ基板１２０、透明光学部材１３０、反射光学部材１４０、及び防水カバー１５０が重ねて設けられている。本実施形態では、透明光学部材１３０及び反射光学部材１４０が光学ユニットを構成する。ＬＥＤ基板１２０には、ＬＥＤ実装端子１２６の上に封止樹脂等で封止された１０個のＬＥＤ１２５が載っている。なお、ＬＥＤ実装端子１２６とＬＥＤ１２５との形状に関しては、図３で示されるように、ＬＥＤ基板１２０に載って－Ｚ軸方向に突き出た形状ではなく、ＬＥＤ基板１２０の内部にＬＥＤ１２５等が形成されて、－Ｚ軸方向に突き出ない形状であっても良い。

放熱板１１０は、アルミダイキャスト等からなり複数のフィンが形成されている。ＬＥＤ基板１２０は、ＬＥＤ１２５を例えば５行×２列で１０個有している。透明光学部材１３０は透明ガラス又は透明プラスチック（ポリカーボネートもしくはアクリル（ＰＭＭＡ）等）で構成されることが好ましい。１０個のＬＥＤ１２５に対して１０個のレンズ１３１を有する１つの透明光学部材１３０が設けられている。しかし、１個のＬＥＤ１２５に対して１個のレンズ１３１のみからなる１個の透明光学部材１３０を配置しても良い。反射光学部材１４０は、鏡面を有するアルミダイカストであってもよく、プラスチック樹脂にニッケルメッキ等を施したものでもよい。１０個のＬＥＤ１２５に対して１０個の反射鏡１４１を有する１つの反射光学部材１４０が設けられている。しかし、１個のＬＥＤ１２５に対して１個の反射鏡１４１のみからなる１個の反射光学部材１４０を配置しても良い。防水カバー１５０透明ガラス又は透明プラスチック（ポリカーボネートもしくはアクリル（ＰＭＭＡ）等）で構成されることが好ましい。特に防水カバー１５０はゴムパッキンやＯリングでＬＥＤ基板１２０を封止することが望ましい。

図３（ｂ）に示されるように、ＬＥＤ基板１２０、透明光学部材１３０、及び反射光学部材１４０はそれぞれ孔部ＨＬを有しており、位置決めされてからネジなどの締結部ＳＣで締結される。透明光学部材１３０及び反射光学部材１４０は、ＬＥＤ素子１２５から－Ｚ軸方向を中心に照射される放射状の光を－Ｚ軸に対して前方（＋Ｘ軸方向）に照射する。その前方への傾き角度は、－Ｚ軸に対して５度から４０度程度である。つまり光学ユニットである透明光学部材１３０及び反射光学部材１４０は、ＬＥＤ素子１２５から照射される放射状の光を－Ｚ軸に対して後方（－Ｘ軸方向）に照射しないようにしている。

＜透明光学部材の概略＞
本実施形態の透明光学部材１３０は、１０個のレンズ１３１を有する。図４及び図５を使って、透明光学部材１３０を詳述する。図４（ａ）は、Ｙ軸方向で切断した透明光学部材１３０の1個のレンズ１３１の拡大断面図である。（ｂ）はＸ軸方向で切断した透明光学部材１３０の1個のレンズ１３１の拡大断面図である。

図４（ａ）に示されるように、ＬＥＤ基板１２０に搭載されたＬＥＤ１２５（図３）をレンズ１３１内に収納するための第１凹み部１３２及び第２凹み部１３３が中空で形成されている。第１凹み部１３２はＺ軸側から見ると円形もしくは楕円形であり、第２凹み部１３３はＺ軸側から見ると円形、楕円形又は矩形状である。第２凹み部１３３は、ＬＥＤ基板１２０から－Ｚ軸方向に突き出ているＬＥＤ実装端子１２６用に凹んで形成されているため、ＬＥＤ実装端子１２６がＬＥＤ基板１２０から突き出ていなければ無くても良い。

また、レンズ１３１は第１外郭１３６を有しており、Ｘ軸方向から見ると、第１外郭１３６は楕円形状又はトラック形状を半分にした外周である。つまり、第１外郭１３６は短径の外周１３６ａと長径の外周１３６ｂとを有している。このような楕円形状又はトラック形状を半分にした外周を有する第１外郭１３６は、ＬＥＤ１２５が照射する光をＹ軸方向に広がりやすくしている。街路灯用のＬＥＤ照明器具１００は、例えば道幅６ｍの片側に配置されるため、Ｘ軸方向には６ｍ前後を明るく照明すればよい。そして街路灯用のＬＥＤ照明器具１００は４０から６０ｍ間隔に配置されるため、１つのＬＥＤ照明器具１００は道路の伸びる方向（Ｙ軸方向）に２０ｍ以上明るく照明できることが好ましい。この第１外郭１３６を有するレンズ１３１で、Ｙ軸方向に光を照射しやすくしている。

図４（ｂ）に示されるように、第１凹み部１３２は、＋Ｘ軸側と－Ｘ軸側とで凹み深さが異なっており、＋Ｘ軸側では凹み１３２ａが浅く、－Ｘ軸側とで凹み１３２ｂが深くなっている。レンズ１３１の第１外郭１３６は、－Ｙ軸方向から見るとほぼ円形であり、第１外郭１３６は斜視方向から見ると半球体である。このため、＋Ｘ軸側でレンズ１３１の凹み部１３２から第１外郭部１３６までの厚さＤ１が厚く、－Ｘ軸側でレンズ１３１の凹み部１３２から第１外郭部１３６までの厚さＤ２が薄くなっている。これはＬＥＤ１２５から－Ｚ軸方向を中心として放射状に照射される光を、できるだけ＋Ｘ軸方向に屈折させるためである。

第１外郭１３６の－Ｘ軸方向である半球体の縁部には、第２外郭１３８が形成される。第２外郭１３８は屋根面１３８ａ、第１側面１３８ｂ及び第２側面１３８ｃを有している。また第２外郭１３８の内部には第３凹み部１３４が形成される。この第３凹み部１３４は光を反射させるため、またレンズ１３１が樹脂製の場合には“ヒケ”もしくは“ソリ”を防ぐために形成される。実施形態では屋根面１３８ａは平面であるが、－Ｚ軸方向に膨らんだ曲面であっても良い。図４（ａ）に示されるように、第２外郭１３８の幅は、第１外郭１３６の幅よりも小さく第１凹み部１３２の幅とほぼ同じである。これはグレアを抑えるためであり、これより幅が広くなるとグレアが発生しやすくなる。

基準となる平板１３５の天面からの第２外郭１３８の高さＨ２は、第１外郭１３６の高さＨ１よりも高く、第２外郭１３８の高さＨ２は第１外郭１３６の高さＨ１の約１．３倍から１．７倍である。これはＬＥＤ１２５から－Ｘ軸方向に放射された光をできるだけ＋Ｘ軸方向に反射させるためである。この－Ｘ軸方向に放射された光には、第１凹み部１３２及び第１外郭１３６を透過屈折して第１側面１３８ｂに照射される光がある。この光の一部が空気と第１側面１３８ｂとの境界で反射される。また、第１凹み部１３２又は第２凹み部１３３を透過屈折して第３凹み部１３４の側面に照射される光がある。この光の一部が第２外郭１３８と第３凹み部１３４の空気との境界で反射される。

図５（ａ）は、１０個のレンズ１３１を有する１つの透明光学部材１３０の全体平面図であり、図５（ｂ）は＋Ｙ軸方向からみた全体側面図であり、図５（ｃ）は＋Ｘ軸方向からみた全体側面図である。ＬＥＤ基板１２０（図３）に対して位置決めするために、透明光学部材１３０は、レンズ１３１に共通する平板１３５に切り欠き部１３９を有しており、その平板１３５の底面（＋Ｚ側）にＬＥＤ基板１３０に入るピンＰＮを有している。これにより、それぞれのＬＥＤ１２５から放射される光は、照明すべき方向に向けられる。また透明光学部材１３０の平板１３５の天面（－Ｚ側）には、反射光学部材１４１のピンＰＮを入れるための位置決め穴ＰＨが形成されている。また１０個のレンズ１３１を１枚の透明光学部材として製造すると、製造工程や製作コストを下げることができる。
＜反射光学部材の概略＞
本実施形態の反射光学部材１４０は、１０個の反射鏡１４１を有する。図６及び図７を使って、反射光学部材１４０を詳述する。図６は、斜視方向から見た反射光学部材１４０の1個の反射鏡１４１の拡大断面図である。

図６に示されるように、反射鏡１４１は枠１４４を有しておりその枠内に１つの円形もしくは楕円形の開口１４２を有している。この開口１４２はレンズ１３１を重ねた場合にレンズ１３１が入る大きさに形成されている。また枠１４４は、＋Ｘ軸側の厚みＨ３が低く、－Ｘ軸側が徐々に高くなるように形成されている。＋Ｘ軸側の厚みＨ３はできるだけ低くすることが好ましい。反射鏡１４１の開口１４２の周囲には、Ｚ軸方向からみると円形もしくは楕円形に曲がった側壁１４３を有している。枠部１４４の厚みから理解できるように、＋Ｘ軸方向の側壁１４３ａは厚みが薄く（高さが低く）、－Ｘ軸方向の側壁１４３ｂは厚みが厚く（高さが高く）形成される。－Ｘ軸方向の側壁１４３ｂの－Ｚ軸方向には天井壁１４６が形成されている。この天井壁１４６は、レンズ１３１の第２外郭１３８を覆うように－Ｘ軸方向の側壁１４３ｂからＸ軸方向に幅Ｗ１で形成されている（図７（ａ）も参照）。また平板１４５の底面からこの天井壁１４６は高さＨ４で形成されている（図７（ｂ）も参照）。この天井壁１４６の高さＨ４は、第２外郭１３８の高さＨ２よりも高いもしくほぼ同じである。

側壁１４３及び天井壁１４６は光を反射させる鏡面に仕上げられている。例えば反射光学部材１４０がアルミダイカストであれば、少なくとも側壁１４３及び天井壁１４６が鏡面仕上げされることが好ましい。また反射光学部材１４０がプラスチック樹脂にニッケルメッキ等を施したものであれば、少なくとも側壁１４３及び天井壁１４６が鏡面仕上げされることが好ましい。

図４で説明したように、レンズ１３１から－Ｘ軸方向に放射された一部の光は、第２外郭１３８の第１側面１３８ｂで反射されたり、第２外郭１３８内の第３凹み部１３４の側面で反射されたりする。反射されなかった残りの光は、第１側面１３８ｂ及び第２側面１３８ｃを通過する。反射鏡１４１の側壁１４３及び天井壁１４６は、このように第２外郭１３８を通過した光を、反射させて＋Ｘ軸方向に向かわせる。

図７（ａ）は、１０個の反射鏡１４１を有する１つの反射光学部材１４０の全体平面図であり、図７（ｂ）は＋Ｙ軸方向からみた全体側面図であり、図７（ｃ）は＋Ｘ軸方向からみた全体側面図である。レンズ１３１と反射鏡１４１との位置関係を示すために、図７（ａ）の左下に、レンズ１３１を一点鎖線で描いている。

透明光学部材１３０（図５）に対して位置決めするために、反射光学部材１４０は、反射鏡１４１に共通する平板１４５に平板に切り欠き部１４９を有しており、その平板１４５の底面（＋Ｚ側）に透明光学部材１３０の位置決め穴ＰＨに入るピンＰＮを有している。これにより、それぞれのＬＥＤ１２５から放射される光は、照明すべき方向に正確に反射させられる。また１０個の反射鏡１４１を１枚の反射光学部材として製造すると、製造工程や製作コストを下げることができる。

１０…照明ユニット
２０…制御ユニット
２１…メイン制御部、２３…ソーラー充電回路、２５…ＡＣ／ＤＣ充電回路、２７…ＬＥＤ調光部、２９…通信部
３０…ソーラーパネル、５０…監視カメラ、６０…ＬｏＲａアンテナ
１００…ＬＥＤ照明器具
１１０…放熱板
１２０…ＬＥＤ基板、１２５…ＬＥＤ
１３０…透明光学部材
１３１…レンズ、１３２…第１凹み部、１３３…第２凹み部、１３４…第３凹み部、
１３５…平板、１３６…第１外郭（１３６ａ…短径の外形、１３６ｂ…長径の外形）、１３８…第２外郭（１３８ａ…屋根面、１３８ｂ…第１側面、１３８ｃ…第２側面）、１３９…切り欠き部
１４０…反射光学部材
１４１…反射鏡、１４２…開口、１４３…側壁、１４４…枠部、１４５…平板、１４６…天井壁、１４９…切り欠き部
１５０…防水カバー

Claims

透明材料からなる透明光学部材とこの透明光学部材に重ねて配置され反射材料で形成された反射光学部材とを備える光学ユニットであって、
前記透明光学部材は、
ＬＥＤを収容するように凹んだ第１凹み部と、
前記第１凹み部とは反対側で前記ＬＥＤの光軸に対して半球体に形成された第１外郭部と、
前記半球体の第１縁部に形成されるとともに、前記第１外郭部よりも高く形成された第２外郭部と、
前記第２外郭部内に形成された第３凹み部と、を有し、
前記反射光学部材は、
平面視で前記第１外郭部の大きさの開口を有する枠部と、
前記枠部から立ち上がり前記第２外郭部の側面に隣接した側壁と、
前記側壁から前記第２外郭部の屋根面を覆うよう天井壁と、を有し、
前記透明光学部材と前記反射光学部材とで、前記ＬＥＤからの光を所定方向に導く光学ユニット。
前記透明光学部材の断面は、前記第１縁部の方向には前記凹み部から前記第１外郭部までの厚さが薄く、前記第１縁部の反対側の第２縁部の方向には前記凹み部から前記第１外郭部までの厚さが厚く形成されている請求項１に記載の光学ユニット。
前記半球体は、平面視で楕円形状又はトラック形状を含み、前記楕円形状又はトラック形状の長手方向が前記第１縁部に接する請求項１又は請求項２に記載の光学ユニット。
前記凹み部の径は、前記第２外郭部の幅と同じである請求項１又は請求項２に記載の光学ユニット。
前記反射光学部材の前記側壁は、曲面に形成されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学ユニット。
基板に前記ＬＥＤがＮ（Ｎは１以上の自然数）行Ｍ（Ｍは２以上の自然数）列に配置される際に、
前記透明光学部材は、一枚の透明平板にＮ行Ｍ列で形成され、
前記反射光学部材は、一枚の反射平板にＮ行Ｍ列で形成されている請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学ユニット。
野外の壁や柱に固定される街路灯用のＬＥＤ照明器具であって、
ＬＥＤを配置した基板と、
前記基板に重ねて配置され、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットを覆い防水する防水カバーと、を備え、
前記光学ユニットは、前記第２外郭部が前記壁又は前記柱の側に配置されている街路灯用のＬＥＤ照明器具。