(57)【要約】  本発明はグレアを低減する作業用ライトに関する。作業用ライトは、少なくとも１つの光源１２と、少なくとも１つの主反射素子１０を備え、少なくとも１つの主反射素子は、下端１０３と、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より上にある第１焦点１０１と、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より下にある第２焦点１０２とを更に備える。さらに、本発明による作業用ライトは、副焦点１１１を更に備える少なくとも１つの副反射素子１１を備える。
2021508164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業用ライトであって、
少なくとも１つの光源（１２、２２）と、
光学垂直軸ｙ（１３、２３）及び水平軸ｘ（１４、２４）であって、互いに垂直に交差する光学軸ｙ（１３、２３）及び水平軸ｘ（１４、２４）と、
下端（１０３、２０３）、水平軸ｘ（１４、２４）より上の第１焦点（１０１、２０１）及び水平軸ｘ（１４、２４）より下の第２焦点（１０２、２０２）を更に備える、少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）と、
副焦点（１１１、２１１）を更に備える、少なくとも１つの副反射素子（１１、２１）と、
を備え、
前記少なくとも１つの光源（１２、２２）は、前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）の前記第１焦点（１０１、２０１）上に位置し、
前記少なくとも１つの副反射素子（１１、２１）は、その副焦点（１１１、２１１）が、前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）の前記水平軸ｘ（１４、２４）より下の前記第２焦点（１０２、２０２）と同一点に位置するように配置され、
前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）は、前記少なくとも１つの光源（１２、２２）から放射される光線を、前記第２焦点（１０２、２０２）を経由して前記少なくとも１つの副反射素子（１１、２１）に反射するように構成され、
前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）の前記下端（１０３、２０３）は、前記少なくとも１つの光源（１２、２２）から放射される光線が前記水平軸ｘ（１４、２４）より上の領域に達することを防止するように構成され、
少なくとも１つの副反射素子（１１、２１）は、前記光線の大部分が前記水平軸ｘ（１４、２４）より下に留まるような前記光線に対する配光を形成するように構成される、
ことを特徴とする、作業用ライト。
【請求項２】
前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）は、その形状が本質的に楕円面又は自由形状であるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の作業用ライト。
【請求項３】
前記少なくとも１つの副反射素子（１１、２１）は、放物面、楕円面、双曲面又は自由形状のうちの少なくとも１つであるように構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の作業用ライト。
【請求項４】
前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）の前記下端（１０３、２０３）は、前記水平軸ｘ（１４、２４）より下に延在するように構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の作業用ライト。
【請求項５】
前記少なくとも１つの主反射素子（１０、２０）の前記下端（１０３、２０３）は、前記少なくとも１つの光源（１２、２２）から放射される直射光線が前記水平軸ｘ（１４、２４）より上の領域に達することを防止するように構成されることを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項４に記載の作業用ライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレアを低減する作業用ライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な作業用照明、作業用ライト及び照明設備が知られている。公知の作業用ライトにおける共通の問題は、特にその作業用ライトが地面より高い位置に取り付けられたときのグレアに関する。
【０００３】
例えば、作業用ライトが作業機械や作業車両の頂部の高い位置に取り付けられる場合には、地面を歩く人又は地面に立っている人は、たとえその人が作業用ライトの実効的な作業領域の外にいる場合にでも、様々な距離にある作業用ライトにより生じるグレアの影響を受ける。これは拡散した配向により生じる。これは、例えば建築現場、産業現場及び構内などの、効果的な作業用ライトを必要とする様々な作業環境における一般的な作業安全条件及び作業人間工学に対して悪影響を与える。
【０００４】
グレアの問題は自動車産業においても提示されてきており、自動車分野では、自動車車両の照明システムの配光及びグレアに関して、いろいろな国で特定の規格及び要件がある。ただし、作業用ライトに関する問題は自動車業界とは少し異なっている。自動車車両のライトに比べると、様々な条件および設備での作業用ライトは、地面に対して、あるいは、地面を歩いているか地面に立っている人に対して、高い位置に取り付けられている。
【０００５】
照明システムは一般に、垂直な光学軸ｙと水平軸ｘを有することが理解される。自動車分野での規格及び業界の要件は、水平軸ｘより上へ延びるいくらかの配光を許容する。これに対し高い位置に取り付けられる作業用ライトでは、グレアを回避又は低減するために、主光線は水平軸より低く留められなければならない。
【０００６】
したがって、自動車業界で公知の解決策は、作業用ライトには適用できない。グレア低減を実装する作業用ライトの解決策が必要とされることが明らかとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、グレアを低減する作業用ライトを提供することである。
【０００８】
また本発明の目的は、様々な作業機械及び作業車両並びに様々な産業現場及び条件に適用可能な、グレアを低減した作業用ライトを提供することである。
【０００９】
さらに、本発明の目的は、作業用ライトが高所に取り付けられて、実効的な作業領域が水平軸より下に位置する場合に、作業用ライトの傾斜角がゼロで配光が水平軸ｘの下に留まる、グレアを低減した作業用ライトを提供することである。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、高い照明効率を有する、グレアを低減した作業用ライトを提供することである。
【００１１】
最後に、本発明の目的は、ライトを傾斜させずに設置可能な、グレアを低減した作業用ライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、少なくとも１つの光源と、相互に垂直に交差する光学垂直軸ｙ及び水平軸ｘと、下端、水平軸ｘより上の第１焦点及び水平軸ｘより下の第２焦点を更に備える少なくとも１つの主反射素子と、副焦点を更に備える少なくとも１つの副反射素子と、を備える作業用ライトであって、少なくとも１つの光源は少なくとも１つの主反射素子の第１焦点上に位置し、少なくとも１つの副反射素子はその副焦点が前記少なくとも１つの主反射素子の前記水平軸ｘより下の第２焦点と同一点に位置するように配置され、少なくとも１つの主反射素子は少なくとも１つの光源から放射される光線を第２焦点を経由して少なくとも１つの副反射素子に反射するように構成され、少なくとも１つの主反射素子の下端は少なくとも１つの光源から放射される光線が水平軸ｘより上の領域に達することを防止するように構成され、少なくとも１つの副反射素子は光の大部分が水平軸ｘより下に留まるように光線に対する配光を形成するように構成される、ことを特徴とする、作業用ライトを提供することにより達成される。
【００１３】
本発明のいくつかの有利な実施形態は、従属請求項に提示される。
【００１４】
本発明の基本的思想は以下の通りである。本発明による作業用ライトは少なくとも１つの光源を有する。さらに、本発明による作業用ライトに関して、光学垂直軸ｙ及び水平軸ｘが定義される。光学軸ｙ及び水平軸ｘは相互に垂直に交差する。本発明による作業用ライトはまた少なくとも１つの主反射素子を備える。これは、下端と、光学垂直軸ｙ上で水平軸ｘより上の第１焦点と、光学垂直軸ｙ上で水平軸ｘより下の第２焦点とを更に備える。さらに、本発明による作業用ライトは、副焦点を更に備える少なくとも１つの副反射素子を備える。
【００１５】
有利には、本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの光源は、少なくとも１つの主反射素子の第１焦点上に位置するか、少なくとも１つの光源から放射される光は少なくとも１つの導光素子によって少なくとも１つの主反射素子の第１焦点に向けられる。また、有利には、少なくとも１つの副反射素子は、その副焦点が少なくとも１つの主反射素子の光学垂直軸ｙ上で水平軸ｘより下の第２焦点と同一点に位置するように配置される。実効的な作業領域は水平軸ｘより下に位置し、望ましくないグレアの領域は水平軸ｘより上に位置する。
【００１６】
さらに、少なくとも１つの主反射素子は、少なくとも１つの光源から放射される光を、第２焦点を経由して少なくとも１つの副反射素子に反射する。少なくとも１つの主反射素子の下端は、少なくとも１つの光源から放射される光が水平軸ｘより上の領域に達することを防止するように構成される。少なくとも１つの主反射素子の下端は、少なくとも１つの光源から放射される直射光線が水平軸ｘより上の領域に達することを防止し、少なくとも１つの副反射素子は、光の大部分が水平軸ｘより下に留まるような光に対する配光を形成するように構成される。
【００１７】
少なくとも１つの主反射素子は、その形状が本質的に楕円面又は自由形状である。少なくとも１つの主反射素子が本質的に自由形状である場合には、焦点は３次元空間として規定され得ることに留意されたい。
【００１８】
少なくとも１つの副反射素子は、受けた光に対して光の大部分が水平軸ｘより下に留まるような配光を形成するように構成される。少なくとも１つの副反射素子はその形状が、放物面、楕円面、双曲面又は自由形状のうちの少なくとも１つである。ただし、少なくとも１つの副反射素子に対して、目的に合う任意の他の形状を適用可能である。
【００１９】
本発明の別に有利な実施形態によれば、作業用ライトは少なくとも１つの第３の反射素子を更に備える。この少なくとも１つの第３の反射素子は、本質的に楕円面の形状である。この少なくとも１つの第３の反射素子は、水平軸ｘより上に位置する第３の焦点１と、水平軸ｘより上で、少なくとも１つの主反射素子の第１焦点上にある、第３の焦点２とを更に備える。少なくとも１つの光源から放射される光が、少なくとも１つの導光素子によって少なくとも１つの主反射素子の第１焦点に向けられる場合に、少なくとも１つの第３の反射素子はさらに、水平軸ｘより上に位置する第３の焦点１と、水平軸ｘより上で、少なくとも１つの主反射素子の第１焦点上にある、第３の焦点２とを更に備える。
【００２０】
本発明の第３の有利な実施形態によれば、作業用ライトはまた前に述べた実施形態を逆に適用することで実装可能である。その場合、少なくとも１つの光源から直接放射される光が少なくとも１つの副反射素子へ向けられる。そのような場合、少なくとも１つの主反射素子は、光学垂直軸ｙ上で水平軸ｘより下の第１焦点と、光学垂直軸ｙ上で水平軸ｘより上の第２焦点と備える。少なくとも１つの主反射素子の下端は、この場合実際には上端である。少なくとも１つの光源は、少なくとも１つの主反射素子の第１焦点上に位置するか、少なくとも１つの光源から放射される光は少なくとも１つの導光素子によって少なくとも１つの主反射素子の第１焦点に向けられる。少なくとも１つの副反射素子は、その副焦点が、少なくとも１つの主反射素子の、光学垂直軸ｙ上で水平軸ｘより上の第２焦点と同一点に配置される。さらに、少なくとも１つの主反射素子は、少なくとも１つの光源から放射される光線を、第２焦点を経由して少なくとも１つの副反射素子に反射する。少なくとも１つの主反射素子の下端は、水平軸ｘより下に延在する。少なくとも１つの主反射素子の下端は、少なくとも１つの光源から放射される光線が水平軸ｘより下の領域に達することを防止し、少なくとも１つの副反射素子は、光線の大部分が水平軸ｘより上に留まるように光線に対する配光を形成する。すなわち、少なくとも１つの主反射素子の下端は、少なくとも１つの光源から放射される直射光線が水平軸ｘより下の領域に達することを防止し、少なくとも１つの副反射素子は、光線の大部分が水平軸ｘより上に留まるような光線の配光を形成する。
【００２１】
本発明の適用可能な更なる範囲は、以下で説明する詳細な説明により明らかとなるであろう。ただし、詳細な説明と特定の実施例は、本発明の好適な実施形態を示すものではあるが、例示のためだけに与えられることを理解されたい。それは、本発明の精神と範囲内の様々な変更および修正が、この詳細な説明から当業者には明らかとなるからである。
【００２２】
本発明は、以下の詳細な説明と、例示のためにのみ提供されて本発明を制限するものではない添付の図面とにより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による作業用ライトの例示的概略図である。
【図２】本発明による作業用ライトの第２の例示的概略図である。
【図３ａ】本発明による作業用ライトの例示的配光を示す図である。
【図３ｂ】これもまた本発明による作業用ライトの例示的配光を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の説明においては考慮される実施形態は単なる例示であり、当業者であれば本発明の他の実施方法を見つけることができる。明細書においては、複数の場所において１つ又はいくつかの実施形態を参照することがあるが、これはそのような参照のそれぞれが同一の実施形態に対してなされること、又はその特徴が１つの実施形態にのみ適用されることを必ずしも意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴が組み合わされて他の実施形態を提供することも可能である。
【００２５】
図１は本発明による作業用ライトの例示的概略図である。本発明による作業用ライトは、作業用ライトの様々な構成部品及び素子が設置可能なフレームを備える。本発明による作業用ライトは、少なくとも１つの光源１２と、光学垂直軸ｙ１３及び水平軸ｘ１４であって、相互に垂直に交差する光学垂直軸ｙ１３及び水平軸ｘ１４と、少なくとも１つの主反射素子１０と、少なくとも１つの副反射素子１１とを備える。
【００２６】
少なくとも１つの主反射素子は、下端１０３と、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より上の第１焦点１０１と、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より下の第２焦点１０２とを更に備える。少なくとも１つの副反射素子１１は、副焦点１１１を更に備える。少なくとも１つの主反射素子は、上端１０４を更に備える。第１焦点１０１と第２焦点１０２は、光学垂直軸ｙ１３上に互いに離間して整列する。第１焦点１０１と第２焦点１０２は、互いに離間して光学垂直軸ｙ１３上に位置する。
【００２７】
少なくとも１つの光源１２は、少なくとも１つの主反射素子１０の第１焦点１０１に位置する。すなわち、少なくとも１つの光源１２は、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より上の第１焦点１０１の位置を考慮して、少なくとも１つの主反射素子１０の第１焦点１０１と同じ点に位置する。少なくとも１つの光源１２は、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より上の第１焦点１０１の位置を考慮して、少なくとも１つの主反射素子１０の第１焦点１０１と同じ点に整列する。
【００２８】
少なくとも１つの副反射素子１１は、その副焦点１１１が、光学垂直軸ｙ１３上で水平軸ｘ１４より上の少なくとも１つの主反射素子１０の第２焦点１０２と同一点に位置するように配置される。したがって、少なくとも１つの副反射素子１１の副焦点１１１の位置は、少なくとも１つの主反射素子１０の第２焦点１０２の位置に等しい。
【００２９】
少なくとも１つの主反射素子１０は、少なくとも１つの光源１２から放射される光を、第２焦点１０２を経由して少なくとも１つの副反射素子１１に反射するように構成される。少なくとも１つの主反射素子１０は、少なくとも１つの光源１２から放射される光を、第１焦点１０１と第２焦点１０２を経由して少なくとも１つの副反射素子１１に反射するように構成される。さらに、少なくとも１つの主反射素子１０は、少なくとも１つの光源１２から放射される光を、第１焦点１０１と第２焦点１０２及び副焦点１１１を経由して少なくとも１つの副反射素子１１に反射するように構成される。
【００３０】
有利には、少なくとも１つの主反射素子１０の下端１０３が、少なくとも１つの光源１２から放射される光線が水平軸ｘ１４より上へ達することを防止するように構成される。すなわち、少なくとも１つの主反射素子１０の下端１０３は、少なくとも１つの光源１２から放射される直射光線が水平軸ｘ１４より上の領域に達することを防止するように構成される。少なくとも１つの主反射素子１０の下端１０３は、水平軸ｘ１４より下に延在し得る。少なくとも１つの主反射素子１０の下端１０３は、少なくとも１つの光源１２から放射される直射光線が水平軸ｘ１４より上の領域に達することを防止するために、水平軸ｘ１４より下に延在するように構成される。さらに、少なくとも１つの副反射素子１１の第２焦点１０２と副焦点１１１は、少なくとも１つの光源１２からの放射する光線を少なくとも１つの副反射素子１１へ向かって束ね、少なくとも１つの主反射素子１０の下端１０３は、少なくとも１つの光源１２からの放射する直射光線が水平軸ｘ１４より上の領域に達することを防止する。したがって、少なくとも１つの光源１２から放射するすべての光は、水平軸ｘ１４より下に留まる。
【００３１】
また、有利には、少なくとも１つの副反射素子１１は、放物面、楕円面、双曲面又は自由形状のうちの少なくとも１つであるように構成される。少なくとも１つの副反射素子１１は、光の大部分が水平軸ｘ１４より下に留まるような光に対する配光を形成するように構成される。少なくとも１つの副反射素子１１は、少なくとも１つの主反射素子１０によって反射された光に対して、光線の大部分が水平軸ｘ１４より下に留まるような配光を形成するように構成される。少なくとも１つの副反射素子１１は、少なくとも１つの主反射素子１０によって反射された光に対して、図３ａ及び図３ｂに示すように光線の大部分が水平軸ｘ１４より下に留まるような配光を形成するように構成される。
【００３２】
図２は本発明による作業用ライトの別の例示的概略図である。本発明による作業用ライトは、少なくとも１つの光源２２と、光学的垂直軸ｙ２３及び水平軸ｘ２４であって、相互に垂直に交差する光学的垂直軸ｙ２３及び水平軸ｘ２４と、少なくとも１つの第１の反射素子２０と、少なくとも１つの第２の反射素子２１とを備える。
【００３３】
少なくとも１つの主反射素子２０は、下端２０３と、光学垂直軸ｙ２３上で水平軸ｘ２４より上の第１焦点２０１と、光学垂直軸ｙ２３上で水平軸ｘ２４より下の第２焦点２０２とを更に備える。少なくとも１つの副反射素子２１は、副焦点２１１を更に備える。第１焦点２０１と第２焦点２０２は、互いに離間して光学垂直軸ｙ２３上に位置する。第１焦点２０１と第２焦点２０２は、互いに離間して光学垂直軸ｙ２３上に整列する。
【００３４】
少なくとも１つの光源２２から放射する光は、少なくとも１つの導光素子２６によって、少なくとも１つの主反射素子の第１焦点へ向けられる。少なくとも１つの光源２２は、少なくとも１つの主反射素子１０の第１焦点２０１から離間して位置する。少なくとも１つの導光素子２６が少なくとも１つの光源２２から放射する光を、第１焦点２０１を経由して、少なくとも１つの主反射素子２０へ案内する。
【００３５】
少なくとも１つの副反射素子２１は、その副焦点２１１が、光学垂直軸ｙ２３上で水平軸ｘ２４より下の少なくとも１つの主反射素子２０の第２焦点２０２と同一点に位置するように配置される。したがって、少なくとも１つの副反射素子２１の副焦点２１１の位置は、少なくとも１つの主反射素子２０の第２焦点２０２の位置に等しい。
【００３６】
少なくとも１つの主反射素子２０は、少なくとも１つの光源２２から放射される光を、第２焦点２０２を経由して少なくとも１つの副反射素子２１に反射するように構成される。少なくとも１つの主反射素子２０は、少なくとも１つの光源２２から放射される光を、第１焦点２１１と第２焦点１０２を経由して少なくとも１つの副反射素子２１に反射するように構成される。
【００３７】
有利には、少なくとも１つの主反射素子２０の下端２０３は、少なくとも１つの光源２２から放射される光線が水平軸ｘ２４より上へ達することを防止するように構成される。少なくとも１つの主反射素子２０の下端２０３は、少なくとも１つの光源２２から放射される直射光線が水平軸ｘ２４より上の領域に達することを防止するように構成される。少なくとも１つの主反射素子２０の下端２０３は、水平軸ｘ２４より下に延在し得る。少なくとも１つの主反射素子２０の下端２０３は、少なくとも１つの光源２２から放射される直射光線が水平軸ｘ２４より上の領域に達することを防止するために、水平軸ｘ２４より下に延在し得る。少なくとも１つの主反射素子２０はまた、上端２０４を含んでもよい。
【００３８】
さらに、少なくとも１つの主反射素子２０の第１焦点２０１は、導光素子２６を経由して少なくとも１つの光源２２から放射する光を束ねて、その光を次に少なくとも１つの副反射素子２１を経由して、少なくとも１つの副反射素子２１の第２焦点２０２と副焦点２１１へ向ける。少なくとも１つの副反射素子２１の第２焦点２０２と副焦点２１１は、少なくとも１つの光源２２からの放射する光線を少なくとも１つの副反射素子２１へ向かって束ね、少なくとも１つの主反射素子２０の下端２０３は、少なくとも１つの光源２２からの放射する直射光線が水平軸ｘ２４より上の領域に達することを防止する。したがって、少なくとも１つの光源２２からの放射するすべての光は、水平軸ｘ２４より下に留まる。
【００３９】
また、有利には、少なくとも１つの第２の反射素子２１は、放物面、楕円面、双曲面又は自由形状のうちの少なくとも１つであるように構成される。少なくとも１つの副反射素子２１は、光の大部分が水平軸ｘ２４より下に留まるような光に対する配光を形成するように構成される。少なくとも１つの副反射素子２１は、少なくとも１つの主反射素子２０によってそこへ向かって反射された光線に対して、光の大部分が水平軸ｘ２４より下に留まるような配光を形成するように構成される。少なくとも１つの副反射素子２１は、少なくとも１つの主反射素子２０によってそこへ向かって反射された光に対して、図３ａ及び図３ｂに示すように光の大部分が水平軸ｘ２４より下に留まるような配光を形成するように構成される。
【００４０】
図３ａと図３ｂは、本発明による作業用ライトによって形成される例示的な配光を示す。この表示は角度空間内で与えられる。図３ｂは、地面の高さに投影された配光を示す。
【００４１】
図３ａから、配光は垂直方向に平坦（垂直軸ｙ３１に対比して）であり、水平方向に広がってかつ水平軸ｘ３０より下に留まることがわかる。実効的な作業領域は水平軸ｘより下に位置する。同じことが図３ｂからもわかる。ただし、配光は垂直方向に平坦なままで地面に向かって水平方向に広がっていることがわかる。図３ｂの場合には、作業用ライトは２メートルの高さに取り付けられ、その光に対向する人の目は高さ１．７メートルにあり、かつ作業用ライトは傾斜されていない（ゼロ傾斜角）。実効的な作業領域外の人はグレアの影響を受けない。
【００４２】
本発明によるいくつかの有利な実施形態を上に述べた。本発明は上記の実施形態に制限されるものではない。本発明の概念は、本明細書に添付の特許請求の範囲によって規定される範囲内にある数多くの方法で適用可能である。
【図１】
2021508164.tif 000003
【図２】
2021508164.tif 000004
【図３ａ】
2021508164.tif 000005
【図３ｂ】
2021508164.tif 000006
【国際調査報告】
2021508164.tif 000007
2021508164.tif 000008