(57)【要約】【課題】下側の光の光量を増加させることができる前方照明装置を提供する。【解決手段】投光器１は、光源から出射された光を前方へ照射するレンズ９２を備えている。このレンズ９２は、第１レンズ部９２ａの前方に設けられ、光源が出射されたレンズを集光して前方へ出射する第１レンズ部９２ａと、第１レンズ部９２ａの上方から出射された光を斜め下方へ屈折させる屈折部９２ｂ２及び、第１レンズ部９２ａの下方から出射された光を屈折させない非屈折部９２ｂ１で構成されている第２レンズ部９２ｂと、を備えている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を前方へ照射するレンズを備えた前方照明装置において、
前記レンズは、
前記光源が出射された光を集光して前方へ出射する第１レンズ部と、
前記第１レンズ部の前方に設けられ、前記第１レンズ部の上側又は下側のいずれか一方から出射された光を斜め下方へ屈折させて出射する屈折部と、前記第１レンズ部の上側又は下側のいずれか他方から出射された光を屈折させずに出射する非屈折部と、で構成されている第２レンズ部と、
を備えていることを特徴とする前方照明装置。
【請求項２】
前記屈折部は、上方から下方へ向かって厚みが大きくなるように構成されて、前記非屈折部に対して傾斜面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の前方照明装置。
【請求項３】
前記レンズは、複数が連なってアレイ状に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の前方照明装置。
【請求項４】
前記光源及び前記レンズを収容する筐体を備え、
前記レンズは、正面視で前記筐体の下側に設けられていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の前方照明装置。
【請求項５】
前記レンズから出射した光の上側への拡散を制限するルーバーを備えていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の前方照明装置。
【請求項６】
前記ルーバーは、少なくとも天面部が遮光機能を有していることを特徴とする請求項５に記載の前方照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば投光器や車両の前照灯等の前方を照明する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば投光器等の前方を照明する照明装置においては、光源から前方のある程度離れた位置にある照射対象に所定の照射範囲で所要の明るさの光を照射することが要求される。
【０００３】
投光器等の照明装置を用いて屋外で光源から離れた位置に照射される光は、所定の照射範囲を超えて拡散することがある。そこで、ルーバーを設けて遮光することで、光の拡散を抑えることが行われている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−６９０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特定の用途に用いられる投光器や車両の前照灯等は、上側の光を抑制しつつ、下側の光の光量を多くしたいという要求がある。この場合、単にルーバーを設けるだけでは、上側の光を抑制することはできるものの下側の光の光量を多くすることはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、下側の光の光量を増加させることができる前方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】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載された発明は、光源から出射された光を前方へ照射するレンズを備えた前方照明装置において、前記レンズは、前記光源が出射された光を集光して前方へ出射する第１レンズ部と、前記第１レンズ部の前方に設けられ、前記第１レンズ部の上側又は下側のいずれか一方から出射された光を斜め下方へ屈折させて出射する屈折部と、前記第１レンズ部の上側又は下側のいずれか他方から出射された光を屈折させずに出射する非屈折部と、で構成されている第２レンズ部と、を備えていることを特徴とする前方照明装置である。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記屈折部は、上方から下方へ向かって厚みが大きくなるように構成されて、前記非屈折部に対して傾斜面を形成していることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載された発明において、前記レンズは、複数が連なって形成されたアレイ状に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項１から３のうちいずれか一項に記載された発明において、前記光源及び前記レンズを収容する筐体を備え、前記レンズは、正面視で前記筐体の下側に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項１から４のうちいずれか一項に記載に記載された発明において、前記レンズから出射した光の上側への拡散を制限するルーバーを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記ルーバーは、少なくとも天面部が遮光機能を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レンズが、第１レンズ部と第２レンズ部とを備え、第２レンズ部が屈折部と非屈折部で構成されているので、集光された光の一部を下側へ向けて出射することができる。したがって、下側の光の光量を増加させることができる。また、屈折部で下側の光量を増加させるため、その分上側へ拡散する光を減少させることができ、上側への光による光害を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる投光器の斜視図である。
【図２】図１に示された投光器の分解斜視図である。
【図３】図２に示されたレンズアレイの斜視図である。
【図４】図３に示されたレンズアレイを構成するレンズの概略構成図である。
【図５】図２に示されたレンズアレイの斜視図である。
【図６】図５に示されたレンズアレイを構成するレンズの概略構成図である。
【図７】図６に示されたレンズにおける光源から出射した光の光路の例の説明図である。
【図８】ルーバーを設けた投光器の斜視図である。
【図９】図８に示されたルーバー単体の斜視図である。
【図１０】ルーバーの他の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１０を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる前方照明装置としての投光器の斜視図である。また、図２は、図１に示された投光器１の分解斜視図である。ここで、図１の矢印Ｘ方向を幅方向、矢印Ｙ方向を奥行き方向、矢印Ｚ方向を高さ方向と呼ぶ。図１では、矢印Ｙの矢の向きが前方となる。
【００１６】
図１に示した投光器１は、例えば埠頭やグランド等において用いられ、設置された状態で前記した高さ方向が上下方向（天地方向）となる。なお、投光器１を鉛直方向に対して傾けて使用する場合であっても、後述する取手７１が上側となるように設置される。即ち、前方照明装置は、照明装置の周囲を照明するのではなく、前方照明装置の前の方向を主に照明することを機能とする装置である。図１に示した投光器１は、本体部２と、光源ユニット３と、配線カバー４と、フロントレンズ５と、を備えている。
【００１７】
本体部２は、図２に示したように、ガード部材６と、筐体７と、取付アーム２１（図１参照）と、を備えている。筐体７は、前面が開放された有底筒状に形成されており光源ユニット３及び配線カバー４を収容する。また、筐体７には取手７１が形成されている。
【００１８】
ガード部材６は、筐体７の背面に取り付けられ、当該筐体７の背面から後方に突出する構成部材を覆って保護する部材である。このガード部材６は、図１及び図２に示すように、多数の貫通孔を形成した金属板を直方体状に折り曲げて籠状に形成され、外部からの衝突に耐え得る剛性と併せて、十分な通気性を確保している。ガード部材６を外気が流通することで、その内部の構成部材を空冷することができる。
【００１９】
取付アーム２１は、投光器１を設置面に固定する取付部材であり、本体部２を回動自在に支持する。
【００２０】
光源ユニット３は、第１アレイ部８と、第２アレイ部９と、を備えている。第１アレイ部８は、レンズアレイ８１（図３参照）とＬＥＤ基板（不図示）とを備えている。図１及び図２に示したように、第１アレイ部８は、正面視（フロントレンズ５側から見て）で筐体７の上側に設けられ、第２アレイ部９は、正面視で筐体７の下側に設けられている。本実施形態では、光源ユニット３は、第１アレイ部８と第２アレイ部とで２段の構成となっているが、３段や４段等であってもよい。その場合は、中心部分の光量を確保しつつ、下側へ向かう光を多くするため、少なくとも中央よりも下側に第２アレイ部９が１以上あるように構成するのが好ましい。
【００２１】
レンズアレイ８１の斜視図を図３に示す。レンズアレイ８１は、レンズ８２が複数行複数列に連なったアレイ状に配列され構成されている。レンズ８２の斜視図を図４に示す。図４に示したように、レンズ８２は、截頭円錐形状に形成されている。レンズ８２は、截頭円錐形の円錐の頂点が切り取られている側（断面の円が小さい側）にＬＥＤ基板に設けられている光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）が位置付けられる。そして、截頭円錐形の底面側（断面の円が大きい側）は光が出射する出射面８２ｃとなっている。レンズアレイ８１のレンズ８２とＬＥＤ基板のＬＥＤ（光源）とは１対１に対応付けられている。
【００２２】
また、レンズ８２は、前記したＬＥＤが位置付けられる側から出射面８２ｃに向かって凹む円筒状の有底孔８２ａが形成され、さらに、出射面８２ｃからＬＥＤが位置付けられる側に向かって凹む円筒状の有底孔８２ｂが形成されている。なお、有底孔８２ａと有底孔８２ｂとは貫通していない。これらの有底孔８２ａ、８２ｂは、ＬＥＤから出射された光を集光し、出射面８２ｃへ向ける機能を有する。また、レンズ８２は、ＬＥＤから出射した光のうち前記した有底孔８２ａ、８２ｂで出射面８２ｃへ向けられない光は、截頭円錐形の側面となる端面で出射面８２ｃへ向けて反射される。即ち、前記レンズ８２は、光源から出射された光を集光して前方へ出射されるように光を制御している。
【００２３】
第２アレイ部９は、レンズアレイ９１（図５参照）とＬＥＤ基板（不図示）とを備えている。レンズアレイ９１の斜視図を図５に示す。レンズアレイ９１は、レンズ９２が複数行複数列に連なったアレイ状に配列され構成されている。レンズ９２の斜視図を図６に示す。図６に示したように、レンズ９２は、第１レンズ部９２ａと、第２レンズ部９２ｂと、から構成されている。
【００２４】
第１レンズ部９２ａは、レンズ８２と同様に、截頭円錐形状に形成されている。第１レンズ部９２ａは、截頭円錐形の円錐の頂点が切り取られている側（断面の円が小さい側）にＬＥＤ基板に設けられている光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）が位置付けられる。そして、截頭円錐形の底面側（断面の円が大きい側）には第２レンズ部９２ｂが重なるようにして形成されている。レンズアレイ９１のレンズ９２とＬＥＤ基板のＬＥＤとは一対一に対応付けられている。
【００２５】
また、第１レンズ部９２ａは、前記したＬＥＤが位置付けられる側から第２レンズ部９２ｂに向かって凹む円筒状の有底孔９２ｃが形成され、さらに、第２レンズ部９２ｂ側からＬＥＤが位置付けられる側に向かって凹む円筒状の有底孔９２ｄが形成されている。なお、有底孔９２ｃと有底孔９２ｄとは貫通していない。これらの有底孔９２ｃ、９２ｄは、ＬＥＤから出射された光を集光し、第２レンズ部９２ｂへ向ける機能を有する。また、レンズ９２は、ＬＥＤから出射した光のうち前記した有底孔９２ｃ、９２ｄで第２レンズ部９２ｂへ向けられない光は、截頭円錐形の側面である端面で第２レンズ部９２ｂへ向けて反射される。即ち、第１レンズ部９２ａは、光源から出射された光を集光して前方へ出射されるように光を制御している。
【００２６】
第２レンズ部９２ｂは、第１レンズ部９２ａに重なるようにして形成されている。即ち、第２レンズ部９２ｂは、投光器１として構成した際に第１レンズ部９２ａの前方に設けられる。第２レンズ部９２ｂは、非屈折部９２ｂ１と屈折部９２ｂ２とで構成されている。非屈折部９２ｂ１は、第２レンズ部９２ｂの高さ方向（Ｚ方向）の下半分（図６では左側）を占め、第１レンズ部９２ａにて制御された光をそのまま屈折させずに外部へ出射する。屈折部９２ｂ２は、第２レンズ部９２ｂの高さ方向（Ｚ方向）の上半分（図６では右側）を占め、第１レンズ部９２ａにて制御された光を高さ方向で斜め下方へ屈折させて外部へ出射する。
【００２７】
屈折部９２ｂ２は、高さ方向で下方（図６では左側）に向かうにしたがって厚み（奥行き）が大きくなるように形成されている。このため、図６に示したように、屈折部９２ｂ１は、非屈折部９２ｂ１の表面に対して傾斜した傾斜面を形成している。本実施形態では、第２レンズ部９２ｂはプリズムとなっている。
【００２８】
また、第２レンズ部９２ｂは、第１レンズ部９２ａの有底孔９２ｄと貫通する貫通孔９２ｅが形成されている。この貫通孔９２ｅは、有底孔９２ｄと同様に第２レンズ部９２ｂへ到達した光を集光する。
【００２９】
図７に光源から出射した光のレンズ９２を通過する光路の例を示す。図７は、レンズ９２の側面図である。図７において光源は符号Ｌで示す。図７において、光源Ｌから出射した光は、有底孔９２ｃ、９２ｄや第１レンズ部９２ａの端面で第２レンズ部９２ｂへ向けて集光・反射される。
【００３０】
そして、第２レンズ部９２ｂのうち上側に位置付けられる屈折部９２ｂ２に到達した光は下側に屈折されて出射される（矢印Ａ１）。一方、第２レンズ部９２ｂのうち下側に位置付けられる非屈折部９２ｂ１に到達した光は屈折されずにそのまま出射される（矢印Ａ２）。この矢印Ａ２の方向が投光器１の光軸方向となる。即ち、図７から明らかなように、第２レンズ部９２ｂは、第１レンズ部９２ａの前方に設けられている。更に、第２レンズ部９２ｂは、屈折部９２ｂ２が第１レンズ部９２ａの上側から出射された光を斜め下方へ屈折させ、非屈折部９２ｂ１が第１レンズ部９２ａの下側から出射された光を屈折させずに出射する。
【００３１】
レンズ９２は、光を出射する第２レンズ部９２ｂに屈折部９２ｂ２を有することで、図５に示したように、レンズアレイ９１として形成した際に、レンズアレイ８１のような平坦な表面とはならず、凹凸のある表面となる。
【００３２】
なお、本実施形態では、レンズ９２は、筐体７に収容された状態で非屈折部９２ｂ１が上側で屈折部９２ｂ２が下側になるように形成されているが、逆に非屈折部９２ｂ１が下側で屈折部９２ｂ２が上側となるように形成してもよい。要するに、屈折部９２ｂ２と非屈折部９２ｂ１を有し、これらが上下に並べて形成され、屈折部９２ｂ２は入射した光を斜め下方に出射できればよい。
【００３３】
配線カバー４は、筐体７からＬＥＤ基板に対して電力を供給するために、第１アレイ部８、８の間や第２アレイ部９、９の間に配索される配線を覆うカバー部材である。フロントレンズ５は、光源ユニット３、配線カバー４の前方に設けられ、ネジ等で固定されている。フロントレンズ５は、光源ユニット３をカバーし、保護する機能も有する。
【００３４】
また、上述した投光器１は、その前面（光が出射する面）にルーバーを設けることができる。ルーバーを設けた投光器１を図８に示す。
【００３５】
図８に示したルーバー１０は、投光器１の前面、つまり、フロントレンズ５の前面に後述するフィン１４が位置付けられるように筐体７に取り付けられる。
【００３６】
図９はルーバー１０単体の図面である。ルーバー１０は、上板１１と、側板１２、１２と、下板１３と、複数のフィン１４と、を備えている。
【００３７】
ルーバー１０は、上板１１、側板１２、１２、下板１３によって、筒状に形成される。上板１１は、ルーバー１０の筒の外周を構成して天面部となる。上板１１は、遮光板としても機能し、投光器１から出射する光のうち上側へ拡散する光の一部を遮光する。即ち、投光器１から出射した光の上側への拡散を制限する。
【００３８】
側板１２は、ルーバー１０の筒の外周を構成する。また、側板１２は、図８や図９に示したように、下側が切欠けられている。つまり、側板１２の下側の奥行き方向の長さは上側よりも短くなっている。これは、レンズアレイ９１によって下側へ向けた光を遮らないようにするためである。下板１３は、ルーバー１０の筒の外周を構成し、帯状に形成されている。下板１３は、上板１１よりも奥行き方向の長さが短くなっている。これも、レンズアレイ９１によって下側へ向けた光を遮らないようにするためである。
【００３９】
フィン１４は、上板１１、側板１２、１２、下板１３によって形成された筒の内部に設けられた板状部材であり、正面視において、それぞれが互いに板面を平行にして設けられている。また、フィン１４は、投光器１の光軸に対して平行に延在している。フィン１４の奥行き方向の長さは上板１１と略同じ長さである。このようにして、フィン１４は、投光器１から出射される光を遮光する遮光版として機能する。
【００４０】
また、図９に示したルーバー１０は、側板１２の切欠けがある部分には設けられていない。つまり、レンズアレイ９１のある位置にはフィン１４が設けられていない（図８参照）。これは、フィン１４がレンズアレイ９１によって下側へ向けた光を遮らないようにするためである。即ち、フィン１４は、上板１１とともに上側へ拡散する光の遮光機能を有している。但し、投光器１の仕様によっては、レンズアレイ９１のある位置の一部にフィン１４が設けられる場合もある。
【００４１】
図１０は、ルーバーの変形例である。このルーバー１０Ａは、主に近傍を照明する際に使用するものである。図１０に示したルーバー１０Ａは、上板１１と、側板１２、１２と、下板１３と、１枚のフィン１４と、を備えている。
【００４２】
ルーバー１０Ａは、上板１１、側板１２、１２、下板１３によって、筒状に形成される点はルーバー１０と同様である。
【００４３】
また、ルーバー１０Ａは、フィン１４が１枚のみ設けられている。このフィン１４は、側板１２の切欠き部の直上部分に設けられている。
【００４４】
このルーバー１０Ａは、近傍用であるので、使用時には照明対象までの距離が短いことが想定される。そのため、出射光が広がる前に照明対象まで光が到達するので、フィン１４は少なくてよい。図１０の例ではフィン１４は１枚であるが２枚以上でもよい。また、フィン１４の場所は切欠き部の直上でなくてもよい。或いはフィン１４を設けなくてもよい。つまり、ルーバーは、少なくとも上板１１（天面部）のみに上側への遮光機能を持たせるようにすればよい。
【００４５】
本実施形態によれば、投光器１は、光源から出射された光を前方へ照射するレンズ９２を備えている。このレンズ９２は、光源が出射されたレンズを集光して前方へ出射する第１レンズ部９２ａと、第１レンズ部９２ａの前方に設けられ、第１レンズ部９２ａの上側から出射された光を斜め下方へ屈折させて出射する屈折部９２ｂ２と、第１レンズ部９２ａの下側から出射された光を屈折させずに出射する非屈折部９２ｂ１で構成されている第２レンズ部９２ｂと、を備えている。このようにすることにより、第２レンズ部９２ｂが屈折部９２ｂ２と非屈折部９２ｂ１とで構成されているため、集光された光の一部を下側へ向けて出射することができる。したがって、下側の光の光量を増加させることができる。また、屈折部９２ｂ２で下側の光量を増加させるため、その分上側へ拡散する光を減少させることができ、上側への光による光害を抑えることができる。
【００４６】
また、屈折部９２ｂ２は、上方から下方へ向かって厚みが大きくなるように構成されて、非屈折部９２ｂ１に対して傾斜面を形成しているので、第１レンズ部９２ａとの境界は平坦にすることができ、金型により容易に成形することができる。
【００４７】
また、レンズ９２は、複数行複数列に連なって形成されたアレイ状のレンズアレイ９１として構成されているので、複数の光源に対応するレンズをまとめて形成することができる。
【００４８】
また、投光器１は、第１アレイ部８及び第２アレイ部９を収容する筐体７を備え、第２アレイ部９は、正面視で筐体７の下側に設けられているので、投光器１から照射される光のうち、中心部分の光量を確保しつつ、下側へ向かう光を多くすることができる。
【００４９】
また、投光器１は、筐体７に取り付けられるとともに、レンズアレイ８１、９１から出射した光の上側への拡散を制限するルーバー１０を備えているので、上方への光の拡散を制限しつつ、下側へ向かう光を多くすることができる。
【００５０】
また、ルーバー１０は、少なくとも天面部である上板１１が遮光機能を有しているので、投光器１から出射される光のうち、少なくとも上側への光の拡散を制限することができる。したがって、上側の光による光害を抑制することができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態では、前方照明装置として投光器１で説明したが、例えば車両に取り付けられる前照灯等の前方を照明する照明装置であればよい。
【００５２】
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の前方照明装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１                投光器（前方照明装置）
７                筐体
９                第２アレイ部
１０、１０Ａ      ルーバー
１１              上板（天面部）
９１              レンズアレイ
９２              レンズ
９２ａ            第１レンズ部
９２ｂ            第２レンズ部
９２ｂ１          非屈折部
９２ｂ２          屈折部
【図１】
2020161445.tif 000003
【図２】
2020161445.tif 000004
【図３】
2020161445.tif 000005
【図４】
2020161445.tif 000006
【図５】
2020161445.tif 000007
【図６】
2020161445.tif 000008
【図７】
2020161445.tif 000009
【図８】
2020161445.tif 000010
【図９】
2020161445.tif 000011
【図１０】
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