JP2022014174A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】上方出射光を抑えることができる照明器具を提供すること。
【解決手段】直線状に配列された複数の発光素子を有し、第１方向に延びた光を放射する光源を備え、前記光源の光によって道路を照明する照明器具において、前記光源から放射された光が入射する第１光学板２２と、前記第１光学板２２から出射された光が入射する第２光学板２４と、を備え、前記第１光学板２２は、前記第１方向に直交する第２方向において前記照明器具の照明光軸Ｋａよりも上側の領域には、入射光を集光することで当該入射光を平行光化するリニアフレネルレンズ部４０を有し、前記第２光学板２４は、前記第１光学板２２から入射する光を前記第１方向に拡げて出射するレンズ部６０を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、照明器具に関する。

道路を照明する道路照明器具には、支柱に支持されて高所から路面を照明する器具の他に、道路脇の比較的低い位置から路面を照明する低位置道路照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１９２２９９号公報

低位置道路照明器具では、車両を運転する運転者への影響を考慮して、漏れ光を抑えることが望まれており、特に、器具本体よりも上方に向かう出射光（以下、「上方出射光」という）の光量を抑えることが望まれている。
さらに近年では、低位置道路照明器具の設置場所によっては、上方出射光について許容される光度値が具体的に規定されている場合もある。
しかしながら、従来の低位置道路照明器具では、上方出射光の光度値についての規定を満足させることは困難であった。

本発明は、上方出射光を抑えることができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、直線状に配列された複数の発光素子を有し、第１方向に延びた光を放射する光源を備え、前記光源の光によって道路を照明する照明器具において、前記光源から放射された光が入射する第１光学板と、前記第１光学板から出射された光が入射する第２光学板と、を備え、前記第１光学板は、前記第１方向に直交する第２方向において前記照明器具の照明光軸よりも上側の領域には、入射光を集光することで当該入射光を平行光化するリニアフレネルレンズ部を有し、前記第２光学板は、前記第１光学板から入射する光を前記第１方向に拡げて出射するレンズ部を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記照明器具において、前記第１光学板は、前記第２方向において前記照明器具の照明光軸よりも下側の領域には、レンチキュラーレンズ部を有することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記照明器具において、前記第１光学板は、出射面の法線方向を前記照明光軸の方向を向けて配置されていることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記照明器具において、前記第１光学板のリニアフレネルレンズ部を構成する複数のフレネルプリズムはそれぞれ、フレネル面とライズ面とを有する断面三角形状を成し、前記第１光学板の表面の主面に対する前記ライズ面の傾斜角であるライズ角は、前記第１光学板の入射面に入射し当該入射面で屈折した光が前記ライズ面に入射することがない角度に設定されていることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記照明器具において、前記第２方向における前記第１光学板の端部から出射される光を遮光する第１光学板端部遮光部を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記照明器具において、前記第２光学板は、前記第２方向における前記照明光軸よりも下側に、前記第１光学板に向けて湾曲した湾曲部を備えることを特徴する。

本発明の一態様は、上記照明器具において、直線状に配列された前記発光素子の一部の発光素子が、前記第２方向にずらして配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、上方出射光を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る低位置道路照明器具の構成を示す斜視図である。 低位置道路照明器具の内部構成を示す正面図である。 光源ユニットを含む位置で切断した器具本体の横断面図である。 ＬＥＤ光源の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。 図３における光源ユニットを、その周辺構成ともに拡大して示す図である。 第１光学板のリニアフレネルレンズ部の拡大図である。 第２光学板を正面側から視た斜視図である。 第２光学板の縦断面図である。 ＬＥＤ光源と第２光学板の相対位置関係を示す縦断面図である。 図９の矢視Ｘ部の拡大図であり、レンズ部における光源対面範囲の拡大図である。 図９の矢視Ｙ部の拡大図であり、レンズ部における光源外側範囲の拡大図である。 低位置道路照明器具によって照明された道路面の照度分布を示す図である。 基板の構成を示す図であり、（Ａ）は実装面の側を視た図であり、（Ｂ）は裏面側を視た図である。 光源ユニットの構成部材の配置を変更することで得られる照明光の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る低位置道路照明器具１の構成を示す斜視図である。
低位置道路照明器具１は、道路脇の構造物（遮音壁や橋梁など）に、道路を走行する車両の運転者の視線と略同じ設置高さ（例えば約１メートルの高さ）で設置され、その設置位置から道路の路面を照明する照明器具である。
図１に示すように、低位置道路照明器具１は、道路の走行方向Ａに延びた直方体状の器具本体２を備え、器具本体２の正面２Ｆを道路の側に向けた姿勢で、器具本体２の両端部が上記構造物に固定金具４によって固定される。両端の固定金具４は、ボルト４Ａで器具本体２を軸支することで、ボルト４Ａを中心に路面に対して器具本体２を傾動自在に支持しており、これにより、器具本体２の鉛直方向の取付角が調整可能となっている。

なお、以下、器具本体２の長手方向（第１方向）を器具幅方向Ｄｗ、器具本体２の正面視において器具幅方向Ｄｗと直交する方向（第２方向）を器具高さ方向Ｄｈ、器具本体２の厚み方向を器具奥行き方向Ｄｄと言う。

器具本体２は、正面が開口した直方体形状の金属製（例えばアルミニウム合金等）の箱体であり、その正面開口２Ａは、器具本体２に締結金具５で結合された略矩形状の前面カバー８で閉塞されている。前面カバー８は、ガラスや樹脂等の透明な材料で形成された矩形板材であり、防水パッキン７を間に挟んで器具本体２に取り付けられている。

本実施形態では、前面カバー８の裏面（器具本体２の内側を向く面）に、その全面を覆う大きさの出射開口形成遮光板９が配置されており、この出射開口形成遮光板９の面内に２つの出射開口１０が形成されている。

出射開口１０は、路面を照明する照明光を器具本体２の内部から外部に通すための開口である。出射開口１０は、器具幅方向Ｄｗ（すなわち道路の走行方向Ａ）に延びる矩形状を成すことで当該走行方向Ａに沿った広い範囲が照明光で照明できるようになっており、前面カバー８の面内では、これらが器具幅方向Ｄｗに適宜の間隔で並んで設けられている。

上述の出射開口形成遮光板９が前面カバー８の裏側に設けられることで、この低位置道路照明器具１では、前面カバー８の全体から照明光を出射する構成に比べ、漏れ光が抑えられる。
また出射開口形成遮光板９の表裏両面には、光の反射を抑える塗装（例えば、艶消し黒塗装）が施されており、裏面側においては、器具本体２の内部で遮光された光成分による迷光の発生が防止され、また表面側においては、車両のヘッドライト等の反射が防止されている。

図２は、低位置道路照明器具１の内部構成を示す正面図である。なお、図２は、前面カバー８及び出射開口形成遮光板９を低位置道路照明器具１から外した状態を示している。
同図に示すように、器具本体２の内部には、２つの光源ユニット１２と、電源端子台１４と、電源ボックス１６と、が収められている。
光源ユニット１２は、器具本体２の内部において、上述した出射開口１０に対向配置され、上方出射光の光量を所定値以下に抑えつつ、器具幅方向Ｄｗに延びた照明光を出射開口１０から出射して路面を照らす光源ユニットである。２つの光源ユニット１２は同じもので、左側の光源ユニット１２は第１光学板を露出させた状態を示している。光源ユニット１２の構成については後に詳述する。

電源端子台１４は、器具本体２の外から引き込まれた商用電源の電力線と、電源ボックス１６の配線とを結線する端子台である。電源ボックス１６は、光源ユニット１２を点灯する直流電力を生成する装置であり、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する。なお、電源ボックス１６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、光源ユニット１２の光量を可変してもよい。また、器具本体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よい。

図３は、光源ユニット１２を含む位置で切断した器具本体２の横断面図である。なお、かかる横断面の器具奥行き方向Ｄｄは、道路脇に設置された低位置道路照明器具１の道路横断方向に一致する。

光源ユニット１２は、図３に示すように、ＬＥＤ光源２０と、第１光学板２２と、第２光学板２４と、を備え、これらがこの順に器具本体２の背面２Ｂの側から前面カバー８とにかけて配置されている。また本実施形態の光源ユニット１２は、第１光学板２２の第２光学板２４の側（すなわち出射側）に配置された第１光学板端部遮光部２６を備えている。

図４はＬＥＤ光源２０の構成を示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は縦断面図である。
図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ光源２０は、発光素子の一例たる複数のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ３０と、これらのＬＥＤ３０を実装した基板３２と、を備え、図３に示すように、器具本体２の内部に設けられたベース板１８に電源ボックス１６などの他の内蔵部品とともに取り付けられている。

複数のＬＥＤ３０は、図４（Ｂ）に示すように、一定の間隔Ｐａで直線状に基板３２に配列されることで、当該配列の方向に延びた線状光を放射する線状光源として構成されている。
基板３２の実装面３２Ａは、例えば黒色のレジスト材といった、当該実装面３２Ａでの反射を抑える低反射性材料が塗布されており、当該実装面３２Ａでの反射による迷光の発生、及び、当該迷光による上方光束の発生が抑えられている。なお、実装面３２Ａへの低反射性材料の塗布に代えて、実装面３２Ａでの反射光を遮光するカバーで当該実装面３２Ａを覆ってもよい。

ＬＥＤ光源２０は、ＬＥＤ３０の直線状の配列方向を器具幅方向Ｄｗ（すなわち走行方向Ａ）に向けて器具本体２に取り付けられることで、当該器具幅方向Ｄｗに延びた光を放射する。なお、ＬＥＤ３０の発光色は適宜である。

図５は、図３における光源ユニット１２の横断面を、その周辺構成ともに拡大して示す図である。
第１光学板２２は、同図に示すように、器具高さ方向Ｄｈにおいて、ＬＥＤ光源２０の放射光のうち、照明光軸Ｋａよりも上側の領域である上側領域Ｒａに入射する入射光を集光することで、低位置道路照明器具１の横断面において照明光軸Ｋａに平行な平行光にする機能を有した光学部材である。
照明光軸Ｋａは、低位置道路照明器具１の照明光の光軸である。
さらに第１光学板２２は、器具高さ方向Ｄｈにおいて、上側領域Ｒａより下側の領域である下側領域Ｒｂに入射する入射光を拡散する機能も備える。
なお、一般に、第１光学板２２に直線状に並んだ各ＬＥＤ３０の放射光のうち、道路横断面方向（器具奥行き方向Ｄｄ）に対し斜め方向の光は、本実施形態の第１光学板２２が押出し形状であるために、上側領域Ｒａに入射した入射光を、得ようとする目的の上記平行光よりも照明光軸Ｋａに近づく方向に屈折して出射している。

第２光学板２４は、第１光学板２２から入射する光を、器具幅方向Ｄｗ（すなわち道路の走行方向Ａ）に拡げて前面カバー８へ出射する光学部材である。

本実施形態の光源ユニット１２によれば、器具高さ方向Ｄｈにおいて照明光軸Ｋａよりも上方の出射光が第１光学板２２によって平行光化されるため、上方出射光の源となる上方光束が抑えられる。
また、第１光学板２２の出射光は第２光学板２４によって器具幅方向Ｄｗに拡げられるため、低位置道路照明器具１の照明光は走行方向Ａに延びた光となる。これにより、低位置道路照明器具１の設置間隔を従前の器具よりも広げる（いわゆる、広スパン化する）ことができる。
さらに、器具高さ方向Ｄｈにおいて照明光軸Ｋａよりも下方の出射光は、第１光学板２２によって拡散されるため、例えば運転者などが低位置道路照明器具１の正面２Ｆを下方から覗き込んだ場合に、光源ユニット１２のギラツキ感を抑えることができる。

図５に示すように、本実施形態の光源ユニット１２において、第１光学板２２は、その表面の法線方向２２Ｄが鉛直角９０度方向Ｂよりも下方を向くように傾いた状態で配置されており、これにより、照明光軸Ｋａが鉛直角９０度方向Ｂよりも下方に向けられている（換言すれば、第１光学板２２は、その表面の法線方向２２Ｄを、照明光軸Ｋａの設計値の方向にほぼ一致させたうえ、実際の配光分布のピーク角度が照明光軸Ｋａの向きと一致するように配置されている）。本実施形態では、かかる照明光軸Ｋａは鉛直角８０度±５度の範囲（すなわち、鉛直角９０度方向Ｂを基準にした下向きの角度である俯角が１０度±５度の範囲）に設定されている。
このように、照明光軸Ｋａが鉛直角９０度方向Ｂよりも下方を向くことで、上方出射光の発生がさらに抑えられる。
また、第１光学板２２の照明光軸Ｋａの方向の光量を高めることができ、照明光軸Ｋａを鉛直角８０度±５度とすることで、道路への設置状態において、低位置道路照明器具１からみて道路幅方向の近傍側のみならず遠方側も照らすことができ、当該遠方側における照度も確保できる。

なお、照明光軸Ｋａの基準角度を鉛直角８０度（俯角１０度）に設定する手法としては、本実施形態のように、後述するリニアフレネルレンズ部４０の出射光がフレネル面５０（図６）の法線に平行な光となるように第１光学板２２を設計し、この第１光学板２２を俯角１０度に配置すればよい。この場合、ＬＥＤ３０は、光源ユニット１２の横断面において、リニアフレネルレンズ部４０の入射側焦点上（実際には入射側焦点を含んで器具幅方向Ｄｗに水平な線上）に配置されている。ＬＥＤ３０が入射側焦点上に配置されていれば、ＬＥＤ光源２０の光軸である光源光軸Ｋｂ（図５）の角度が照明光軸Ｋａと異なっていてもほとんど影響しない。ただし、上述のように、ＬＥＤ３０から器具幅方向Ｄｗに拡がる光が道路横断面方向（器具奥行き方向Ｄｄ）に対して平行でなく斜め方向からリニアフレネルレンズ部４０に入射すると出射光がフレネル面５０の法線方向より下向きになるため、この点を考慮して、第１光学板２２を俯角１０度より少し上向き（例えば俯角８度）に配置してもよい。
また別の手法として、全てのＬＥＤ光源２０を、リニアフレネルレンズ部４０の入射側焦点より器具高さ方向Ｄｈの上方向に数ｍｍずらした状態で器具本体２に載置することで、リニアフレネルレンズ部４０からの平行光を下向きにする手法がある。ただし、この手法はリニアフレネルレンズ部４０から出射される出射光の光度ピークが太くなり、道路照明として使用するには効率が悪くなる傾向がある。
さらに別の手法として、図５に示す構成において、第１光学板２２を垂直に配置し、リニアフレネルレンズ部４０の平行光の出射角度が俯角１０度になるように光学設計する手法や、照明光軸Ｋａが水平になるように設計された器具本体２を傾けて設置することで、照明光軸Ｋａを鉛直角９０度方向Ｂよりも下方に向くようにする手法などもある。

第１光学板端部遮光部２６は、器具高さ方向Ｄｈにおいて、第１光学板２２の上端部２２Ｔａ、及び下端部２２Ｔｂを正面側（前面カバー８の側）からみて覆い隠すことで、これら上端部２２Ｔａ、及び下端部２２Ｔｂから出射される光を遮光する部材であり、適宜の遮光板によって構成されている。上端部２２Ｔａ、及び下端部２２Ｔｂから出射される光は迷光の源となるため、かかる光が遮光されることで、このような迷光によって生じ得る上方光束を第１光学板端部遮光部２６によって確実にカットできる。

次いで第１光学板２２の具体的構成について説明する。
第１光学板２２は、上側領域Ｒａにリニアフレネルレンズ部４０を有しており、この上側領域Ｒａの下側の入射範囲である下側領域Ｒｂにレンチキュラーレンズ部４２を有している。
なお、図５には、リニアフレネルレンズ部４０の領域の凹凸形状、レンチキュラーレンズ部４２の領域の凹凸形状、及び、リニアフレネルレンズ部４０とレンチキュラーレンズ部４２との境界部の凹凸形状を、それぞれ図５（Ａ）、図５（Ｂ）、及び図５（Ｃ）の拡大図に示している。ただし、これら拡大図は、凹凸形状を実際よりも強調して描かれており、実際の凹凸比率は図示の通りではない。
第１光学板２２において、上側領域Ｒａと下側領域Ｒｂの境界は、図５（Ｃ）に示すように、照明光軸Ｋａを含み器具幅方向Ｄｗに伸びる光軸面である。この境界では、リニアフレネルレンズ部４０の後述するフレネルプリズム４４の谷部４４Ｓが光軸面内に位置し、当該光軸面内にあるフレネルプリズム４４の谷部４４Ｓに連続してレンチキュラーレンズ部４２の領域が始まっている（すなわち、レンチキュラーレンズ部４２の領域の開始点も光軸面内にある）。

リニアフレネルレンズ部４０は、器具高さ方向Ｄｈにおいて上側領域Ｒａへの入射光を集光することで平行光化する集光レンズとして機能する部位である。
一般にリニアフレネルレンズとは、シリンドリカルレンズのシリンドリカル面を、多数の断面三角形状のフレネルプリズムを並べて構成した光学レンズである。
第１光学板２２の上側領域Ｒａには、図５に示すように、上側領域Ｒａの出射側の表面（出射面４０Ｂ）に、器具幅方向Ｄｗに延びる多数の上記フレネルプリズム４４が形成されることでリニアフレネルレンズ部４０が構成されている。なお、第１光学板２２において、上側領域Ｒａの入射側の表面（入射面４０Ａ）は平坦面である。

本実施形態のリニアフレネルレンズ部４０は、器具奥行き方向Ｄｄにおいて、ＬＥＤ光源２０の発光点（本実施形態では、ＬＥＤ３０の位置）を焦点としており、照明光軸Ｋａの方向に最大光度の光束が得られるようになっている。

レンチキュラーレンズ部４２は、器具高さ方向Ｄｈにおいて下側領域Ｒｂの入射光を拡散する光学レンズである。
一般にレンチキュラーレンズとは、一方向に互いに並列に延びる多数の微細なシリンドリカルな凸部（以下、シリンドリカル凸部４６という）から成る光学レンズである。
第１光学板２２の下側領域Ｒｂには、図５に示すように、出射側の表面（出射面４２Ｂ）に、器具幅方向Ｄｗに延びる多数のシリンドリカル凸部４６が形成されることでレンチキュラーレンズ部４２が構成されている。なお、第１光学板２２において、下側領域Ｒｂの入射側の表面（入射面４２Ａ）も上側領域Ｒａと同じく平坦面である。

本実施形態において、シリンドリカル凸部４６は、曲率が１．５ｍｍ、高さが０．００３ｍｍであり、器具高さ方向Ｄｈに０．２ｍｍのピッチで形成されており、このように小さな曲率のシリンドリカル凸部４６によって、光源ユニット１２の上述したギラツキ感が抑えられている。

上述のように、本実施形態の第１光学板２２は、リニアフレネルレンズ部４０がシリンドリカルレンズである場合に比べ、第１光学板２２の厚みを抑えることができ、光源ユニット１２、及び器具本体２を薄型化できる。

次いで、第１光学板２２のリニアフレネルレンズ部４０について更に詳述する。
図６は、第１光学板２２のリニアフレネルレンズ部４０の拡大図である。
図６に示すように、リニアフレネルレンズ部４０の入射面４０Ａは平坦面であり、出射面４０Ｂに断面三角形の多数のフレネルプリズム４４が形成されている。
各フレネルプリズム４４は、光学的に等価なシリンドリカルレンズのシリンドリカル面と同じように入射光を屈折させるフレネル面５０と、フレネル面５０同士をつなぐライズ面５２と、を有している。
かかる第１光学板２２は、リニアフレネルレンズ部４０の断面形状を形成する押出形状を有した型枠を用いて透明な樹脂を押出成形することで、または、樹脂平板を金型で挟み込んだ状態で高温にする熱プレス成形することで製造されている。

ここで本実施形態では、フレネルプリズム４４において、フレネル面５０とライズ面５２とが成す頂点４４Ｔの頂角αが４５度以上となることで、各フレネルプリズム４４が押出成形時に熱変形し難くなっており、高精度な光制御を実現する第１光学板２２を押出成形品、または、熱プレス成形品として製造可能としている。

また本実施形態では、第１光学板２２（リニアフレネルレンズ部４０）の出射面４０Ｂの主面４０ＢＳに対するライズ面５２の傾斜角であるライズ角βが次の所定角度に設定されている。すなわち、ライズ角βは、図６に示すように、リニアフレネルレンズ部４０の入射面４０Ａに入射し、当該入射面４０Ａで屈折してリニアフレネルレンズ部４０の内部を進む光線Ｈａが、出射面４０Ｂにおいてライズ面５２に入射することがない所定角度（すなわち、略全ての光線Ｈａがフレネル面５０に入射する所定角度）に設定されている。
このように、ライズ面５２への光線Ｈａの入射が防止されることで、当該ライズ面５２で全反射した光線Ｈａによって上方光束が発生することがない。

ただし、フレネル面５０においては、図６に示すように、そこに入射する光線Ｈａの一部がフレネル反射することでライズ面５２に入射する光線Ｈａ１が生じ、この光線Ｈａ１が上方光束になり得る次の２つの光線Ｈｂ１、Ｈｂ２を生じさせる。
光線Ｈｂ１は、ライズ面５２から出射したＨａ１が隣の（すなわち対向する）フレネル面５０で反射されることで生じる光線である。
また光線Ｈｂ２は、ライズ面５２から出射したＨａ１が隣のフレネル面５０から再び第１光学板２２に入り、ライズ面５２および入射面４０Ａで全反射し、他のフレネル面５０に入射し、当該フレネル面５０から低位置道路照明器具１の上方に向かって出射される光線（図６中、点線で示した光線）である。
発明者は、光学シミュレーションを行った結果、上方光束を抑える観点において、光線Ｈｂ１、Ｈｂ２のうち、光線Ｈｂ２が無視できないほどの光量となることが分かった。

そこで本実施形態では、リニアフレネルレンズ部４０のライズ角βの角度を、幾つかのフレネルプリズム４４について変更することで、図６に実線で示すように光線Ｈｂ２が下方を指向するようにしている。なお、ライズ角βの変更は、上述したように、光線Ｈａがライズ面５２に入射しない角度の範囲において行われる。

より具体的には、図６に示すように、幾つかのフレネルプリズム４４のライズ角βを、頂角αが大きくなるように変更する。なお、図６には、ライズ角βの変更後（すなわち本実施形態）のライズ面５２を実線で示し、変更前のライズ面５２を点線で示している。
かかるライズ角βの変更により、フレネル面５０でフレネル反射した光線Ｈａ１がライズ面５２から出射する際の屈折角が変わり、隣のフレネルプリズム４４のフレネル面５０への入射角が直角に近付く角度となる。さらに、光線Ｈａ１が入射した隣のフレネルプリズム４４においても、ライズ面５２および入射面４０Ａで光線Ｈａ１が全反射する角度が変わる。この結果、光線Ｈｂ２は、フレネル面５０から出射する際の指向方向が低位置道路照明器具１の下方に向くようになり、当該光線Ｈｂ２による上方光束の発生が防止される。

なお、ライズ角βの上述のような変更により、隣のフレネルプリズム４４のフレネル面５０への光線Ｈａ１の入射角が直角により近付くため、図６に実線で示すように、当該光線Ｈａ１が隣のフレネルプリズム４４のフレネル面５０で反射して成る光線Ｈｂ１が変更前（図６中、点線で示す）よりも上方に向かう。しかしながら、フレネル面５０から第１光学板２２に再入射する光のほうが多く、この光線Ｈｂ１は非常に少ないため、ライズ角βの変更の結果、本実施形態では、光線Ｈａ１による上方光束が無視できるレベルまで低減されている。
なお、ライズ角βの上述した変更が行われない場合、フレネルプリズム４４の頂角αは、照明光軸Ｋａから遠いものほど頂角αが漸次に小さくなる。これに対し、かかる変更が行われた場合には、幾つかのフレネルプリズム４４において、そのフレネルプリズム４４よりも照明光軸Ｋａに近いフレネルプリズム４４よりも頂角αが大きくなっている。

ここで、仮に、上述したリニアフレネルレンズ部４０を構成するフレネルプリズム４４が第１光学板２２の入射面４０Ａの側に形成された場合、フレネルプリズム４４のライズ面５２に入射する光によって上方光束が発生し易くなる。
これに対し、本実施形態では、上述の通り、フレネルプリズム４４が第１光学板２２の出射面４０Ｂに設けられているため、このような上方光束が発生することもない。

次いで第２光学板２４の具体的構成について説明する。
図７は第２光学板２４を正面側から視た斜視図であり、図８は第２光学板２４の縦断面図である。なお、図８では、第２光学板２４の延在方向の両端側が省略されている。
第２光学板２４は、図７に示すように、器具幅方向Ｄｗに延びる透明な略板状のレンズ部６０を備え、このレンズ部６０の延在方向の両端部に、器具本体２に取付固定するための取付部６２が形成されている。
レンズ部６０は、図７において裏面の側が入射面６０Ａ（図８）、正面の側が出射面６０Ｂとなっており、入射面６０Ａ、及び出射面６０Ｂには、器具高さ方向Ｄｈ（すなわち、第１光学板５４の上記フレネルプリズム４４と交差（直交）する方向）に延びる入射面側凸状部６４（図８）、及び出射面側凸状部６６がそれぞれ器具幅方向Ｄｗに多数並べて設けられている。

入射面側凸状部６４は、図７に示すように、縦断面において、第２光学板２４に入射した光Ｈｂ（すなわち、第１光学板２２の出射光）を器具幅方向Ｄｗにおける遠方側に屈折させるものである。遠方側とはレンズ部６０の中心である光学中心６０Ｃから遠ざかる側である。これによって、レンズ部６０からは器具幅方向Ｄｗの遠方側に大きく拡がる光がレンズ部６０から出射される。
なお、レンズ部６０は、器具幅方向Ｄｗにおいて、光学中心６０Ｃを中心に対称形状を成している。

一方、出射面側凸状部６６は、縦断面において、入射面６０Ａの側から入射する光を器具幅方向Ｄｗに全反射するものであり、詳細は後述する。

図９は、ＬＥＤ光源２０と第２光学板２４の相対位置関係を示す縦断面図である。
同図に示すように、第２光学板２４のレンズ部６０は、少なくともＬＥＤ光源２０におけるＬＥＤ配列範囲Ｍａよりも器具幅方向Ｄｗに長く形成されている。ＬＥＤ配列範囲Ｍａは、ＬＥＤ光源２０においてＬＥＤ３０が並べられている器具幅方向Ｄｗの範囲である。
以下では、レンズ部６０において、ＬＥＤ配列範囲Ｍａを覆い各ＬＥＤ３０に対面する部位を光源対面範囲６１Ａと呼び、当該光源対面範囲６１Ａよりも外側の範囲を光源外側範囲６１Ｂと呼ぶ。
レンズ部６０には、上述した入射面側凸状部６４、及び出射面側凸状部６６が光源対面範囲６１Ａ、及び光源外側範囲６１Ｂの両方に設けられている。

図１０は、図９の矢視Ｘ部の拡大図であり、レンズ部６０における光源対面範囲６１Ａの拡大図である。
光源対面範囲６１Ａ内の入射面側凸状部６４はそれぞれ、一対の側面６４Ａから成る断面略二等辺三角形状を成している。本実施形態では、これら入射面側凸状部６４において、入射面６０Ａの主面６０ＡＳに対する側面６４Ａの立ち上がり角度γを４５度以上とすることで、入射面側凸状部６４に入射する光が効率良く器具幅方向Ｄｗに拡げられるようになっている。

また光源対面範囲６１Ａ内の出射面側凸状部６６はそれぞれ、ＬＥＤ光源２０のＬＥＤ３０のそれぞれに正対する位置（ＬＥＤ３０の発光素子光軸Ｋｃ上）に形成されている。これらの出射面側凸状部６６は、一対の側面６６Ａから成る断面略二等辺三角形状を成している。側面６６Ａは、入射面６０Ａの側から入射する光Ｈｃを全反射する面であり、これにより、図１０に示すように、縦断面において、出射面側凸状部６６のそれぞれから当該出射面側凸状部６６を中心に器具幅方向Ｄｗの両側に拡がる光が放射状に出射される。出射面側凸状部６６のそれぞれから出射された光は、低位置道路照明器具１の正面側の道路面を照らす光であり、これらの光が器具幅方向Ｄｗに放射状に拡がることで、道路面の均斉度が高められ、また低位置道路照明器具１の設置間隔が広げられる。
本実施形態では、かかる出射面側凸状部６６において、出射面６０Ｂの主面６０ＢＳに対する側面６６Ａの立ち上がり角度δが４５度以上となっている。

本実施形態では、光源対面範囲６１Ａ内の出射面側凸状部６６のそれぞれは、図９に示すように、ＬＥＤ３０の発光素子光軸Ｋｃ上に設けられている。一方、光源対面範囲６１Ａの入射面６０Ａにおいて、出射面側凸状部６６と対向する対向部位６８は、略平面に近い僅かな凸状の曲面に形成されており、入射面側凸状部６４が形成されていない（すなわち、光源対面範囲６１Ａにおいて入射面側凸状部６４は出射面側凸状部６６同士の間に形成されている）。これにより、各ＬＥＤ３０の発光素子光軸Ｋｃ上の光束が出射面側凸状部６６に効率良く入射し、器具幅方向Ｄｗに放射状に拡がるように出射される。
そして、各ＬＥＤ３０の発光素子光軸Ｋｃ上の光束が拡げて出射されることで、発光素子光軸Ｋｃ上の光量が緩和されるため、均斉度が更に高められ、また光源ユニット１２を直視した際の眩しさも緩和される。

図１１は、図９の矢視Ｙ部の拡大図であり、レンズ部６０における光源外側範囲６１Ｂの拡大図である。
光源外側範囲６１Ｂ内の入射面側凸状部６４は、光源対面範囲６１Ａ内の入射面側凸状部６４が二等辺三角形状であるのに対し、レンズ部６０の光学中心６０Ｃ側の側面６４Ａ１が長く、他方の側面６４Ａ２が短い断面三角形状を成している。光源外側範囲６１Ｂでは、かかる入射面側凸状部６４が連続的に形成されることで入射面６０Ａが鋸歯状となっている。
光学中心６０Ｃ側の側面６４Ａ１が長くなることで、縦断面において、各ＬＥＤ３０の放射光のうちの器具幅方向Ｄｗに斜めに進む光を、より多く入射面側凸状部６４に入射させることができ、また、かかる光を入射面側凸状部６４によって器具幅方向Ｄｗに更に屈折させて出射することができる。

かかる入射面側凸状部６４が連続的に形成されることで、車両の運転者などが光源ユニット１２を見たときに器具幅方向Ｄｗに光が連なって見えるため、見かけの光源面積が大きくなり、眩しさ感を緩和することができる。
またレンズ部６０の入射面６０Ａにおいては、入射面側凸状部６４同士の間の上記対向部位６８も曲面形状を成しているため、車両が走行するにつれて運転者が光源ユニット１２を見る角度が変化した場合でも、見かけの光量の急激な変化が抑えられる。

一方、光源外側範囲６１Ｂ内の出射面側凸状部６６も、レンズ部６０の光学中心６０Ｃ側の側面６６Ａ１が長く、他方の側面６６Ａ２が短い断面三角形状を成している。かかる出射面側凸状部６６が適宜の間隔で形成されている。
光源外側範囲６１Ｂにも出射面側凸状部６６が設けられることで、これら出射面側凸状部６６内での全反射により、これら出射面側凸状部６６のそれぞれから正面側に向けて器具幅方向Ｄｗに放射状に拡がる光を出射することができる。また、光源外側範囲６１Ｂの光が、より連なって見えるようになる。

また、本実施形態のレンズ部６０によれば、入射面側凸状部６４、及び出射面側凸状部６６が設けられることで、レンズ部６０を正面視した際の輝度分布に、器具高さ方向Ｄｈに延びる線状の複数の暗部が器具幅方向Ｄｗに生じ、眩しさが低減される。

さて、前掲図５に示すように、光源ユニット１２の正面側には、出射開口１０が形成された上述の出射開口形成遮光板９が配置されている。この出射開口形成遮光板９は、第２光学板２４の器具高さ方向Ｄｈにおける上端部２４Ｔａを正面視において覆うように配置されている。これにより、上端部２４Ｔａで生じた迷光に起因する上方光束が出射開口形成遮光板９で確実にカットされ、上方出射光の光量を更に低減できる。
なお、本実施形態では、出射開口形成遮光板９を光源ユニット１２と前面カバー８の間（前面カバー８の裏面側）に設けたが、前面カバー８の表面側に設けてもよい。

かかる第２光学板２４は、前掲図５に示すように、横断面視において、レンズ部６０の出射面６０Ｂの法線方向６０Ｄを鉛直角９０度方向Ｂに向けて配置される。また本実施形態のレンズ部６０は、図５に示すように、器具高さ方向Ｄｈにおける照明光軸Ｋａよりも下方に湾曲部７０を備えている。湾曲部７０は、横断面視において、出射面６０Ｂの法線方向６０Ｄが鉛直角９０度未満になることで第１光学板２２に向けて湾曲した部位である。
この湾曲部７０においては、上記入射面側凸状部６４、及び出射面側凸状部６６の突出方向が鉛直角９０度方向Ｂよりも下方を向くため、出射光が道路面内の縦断方向面に沿って拡がり易くなる。これにより、道路横断方向において道路面の中の器具寄りの場所の照度が高くなり易い現象を緩和することができ、また、道路面のうち低位置道路照明器具１が設置された側を走行方向Ａの遠方（特に低位置道路照明器具１同士の間）まで照らすことができる。

次いで、本実施形態のＬＥＤ光源２０について詳述する。
前掲図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ光源２０において、全てのＬＥＤ３０が器具幅方向Ｄｗに延びる直線Ｌａに沿って配列されるのではなく、一部の幾つかのＬＥＤ３０は、第１直線Ｌ１よりもΔｄ（本実施形態ではΔｄ＝１ｍｍ）だけ実装面３２Ａ内で器具高さ方向Ｄｈの上方にずらして配列されている。

図１２は、低位置道路照明器具１によって照明された道路面の照度分布を示す図である。
同図に示すように、全てのＬＥＤ３０を第１直線Ｌ１に沿ってずれる事無く配置した場合（図中：ずらし無し）、低位置道路照明器具１の正面側であって道路幅方向の略中央に照度が低い低照度箇所Ｑが生じる。
これに対し、一部のＬＥＤ３０を第１直線Ｌ１からずれ量Δｄだけ上方にずらして配置した場合（図中：ずらし有り）、低照度箇所Ｑの照度が高められる。

このように、本実施形態の低位置道路照明器具１においては、ＬＥＤ光源２０が備える一部のＬＥＤ３０を第１直線Ｌ１から器具高さ方向Ｄｈの上方にずらして配置するだけで、道路面の照度分布を調整し、照度ムラを簡単に改善することができる。
なお、ずらす対象のＬＥＤ３０、及び、ずれ量Δｄは、光学シミュレーションや試作機の試験等によって適宜に決定可能である。
また、道路幅方向において低位置道路照明器具１よりも遠方に低照度箇所Ｑが生じる場合は、一部のＬＥＤ３０を第１直線Ｌ１から器具高さ方向Ｄｈの下方にずらして配置することで、当該低照度箇所Ｑの照度を改善することができる。ただし、ＬＥＤ３０が下方にずれることで上方光束が発生し易くなり得るため、ずらす対象のＬＥＤ３０、及び、ずれ量Δｄは、上方光束による上方出射光の光度値が規定値を超えない範囲で決定される。

図１３は基板３２の構成を示す図であり、図１３（Ａ）は実装面３２Ａの側を視た図であり、図１３（Ｂ）は裏面側を視た図である。
同図に示すように、実装面３２Ａ、及び裏面のそれぞれには、回路を構成する導電パターン８０Ａ、８０Ｂが銅箔によって形成されている。そして本実施形態では、裏面側の導電パターン８０Ｂは、実装面３２Ａの導電パターン８０Ａを、実装面３２Ａの側から見て、そのまま裏面に投影した形状となっている。
一般に、ＬＥＤ３０を実装する基板３２においては、器具側への熱伝導や放熱をよくするため、裏面側の導電パターン８０Ｂは、実装面３２Ａの導電パターン８０Ａよりも大きな面積を有するように形成される。
しかしながら、実装面３２Ａと裏面とで導電パターン８０Ａ、８０Ｂの形状や面積が異なる場合、基板温度上昇時には両面の間に熱膨張差が生じ、リフロー時や高温点灯時などにおいて基板３２に反りを発生させる要因となる。
本実施形態では、裏面側の導電パターン８０Ｂは、実装面３２Ａの導電パターン８０Ａを、実装面３２Ａの側から見て、そのまま裏面に投影した形状となっており、これら両方の導電パターン８０Ａ、及び導電パターン８０Ｂが同一形状、同一面積であり、かつ、同一箇所に形成されることで、上述の熱膨張差が生じることがなく、基板３２の反りを抑えることができる。

本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

本実施形態の低位置道路照明器具１は、ＬＥＤ光源２０から放射された光が入射する第１光学板２２と、当該第１光学板２２から出射された光が入射する第２光学板２４と、を備え、第１光学板２２は、器具幅方向Ｄｗ（第１方向）に直交する器具高さ方向Ｄｈ（第２方向）において照明光軸Ｋａよりも上側の上側領域Ｒａに、入射光を集光することで当該入射光を平行光化するリニアフレネルレンズ部４０を有している。また、第２光学板２４は、第１光学板２２から入射する光を器具幅方向Ｄｗに拡げて出射するレンズ部６０を備えている。

かかる構成によれば、器具高さ方向Ｄｈにおいて照明光軸Ｋａよりも上方の出射光が第１光学板２２によって平行光化されるため、上方出射光の源となる上方光束が発生することがない。これにより、上方出射光の光度値が抑えられた低位置道路照明器具１が実現できる。
また、第１光学板２２の出射光は第２光学板２４によって器具幅方向Ｄｗに拡げられるため、低位置道路照明器具１の照明光は走行方向Ａに延びた光となる。これにより、低位置道路照明器具１の設置間隔を従前の器具よりも広げる（いわゆる、広スパン化）ことができる。
さらに、器具高さ方向Ｄｈにおいて照明光軸Ｋａよりも下方の出射光は、第１光学板２２によって拡散されるため、例えば運転者などが低位置道路照明器具１の正面２Ｆを下方から覗き込んだ場合に、光源ユニット１２のギラツキ感を抑えることができる。
これに加え、第１光学板２２は、リニアフレネルレンズ部４０がシリンドリカルレンズである場合に比べて厚みを抑えることができ、光源ユニット１２、及び器具本体２を薄型化できる。
また、第１光学板２２、第２光学板２４、及び出射開口形成遮光板９（照射開口１０）のそれぞれの距離を調整することで、道路幅員や路肩幅員、低位置道路照明器具１の設置高さ、低位置道路照明器具１の設置間隔などに応じて適切な照明光を得ることができ、共通の構成で広いラインナップを実現し、低コスト化を図ることができる。例えば、図１４に示すように、路肩幅員が広い道路の照明に適した照明光（図中、広路肩用）や、路肩幅員が狭い道路の照明に適した照明光（図中、狭路肩用）を得ることができる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、第１光学板２２は、器具高さ方向Ｄｈにおいて照明光軸Ｋａよりも下側の下側領域Ｒｂに、レンチキュラーレンズ部４２を有している。
これにより、第１光学板２２の厚みを増すことなく、下側領域Ｒｂに入射する光を拡散させることができる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、照明光軸Ｋａは俯角が１０度±５度の範囲に設定されているため、上方光束の発生がより確実に抑えられる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、第１光学板２２のリニアフレネルレンズ部４０を構成する複数のフレネルプリズム４４が、当該第１光学板２２の出射面４０Ｂに設けられている。
これにより、ＬＥＤ光源２０の放射光がフレネルプリズム４４のライズ面５２で反射することで、上方光束を生じさせてしまうことがない。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、第１光学板２２は、出射面４０Ｂの法線方向２２Ｄを照明光軸Ｋａの方向を向けて配置されているため、照明光軸Ｋａの方向の光量を高め、低位置道路照明器具１の正面側において、当該低位置道路照明器具１から遠い箇所の照度を確保することができる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、第１光学板２２のリニアフレネルレンズ部４０を構成する複数のフレネルプリズム４４はそれぞれ、フレネル面５０とライズ面５２とを有する断面三角形状を成し、当該ライズ面５２のライズ角βは、第１光学板２２の入射面４０Ａに入射し当該入射面４０Ａで屈折した光線Ｈａがライズ面５２に入射することがない角度に設定されている。
これにより、ライズ面５２への光線Ｈａの入射が防止されることで、当該ライズ面５２で全反射した光線Ｈａによって上方光束が発生することがない。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、器具高さ方向Ｄｈにおける第１光学板２２の上端部２２Ｔａ、及び下端部２２Ｔｂから出射される光を遮光する第１光学板端部遮光部２６を備えている。
これにより、上端部２２Ｔａ、及び下端部２２Ｔｂから出射され得る迷光が遮光されることで、この迷光によって生じ得る上方光束を第１光学板端部遮光部２６によって確実にカットできる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、第２光学板２４は、器具高さ方向Ｄｈにおける照明光軸Ｋａよりも下側に、第１光学板２２に向けて湾曲した湾曲部７０を備える。
この湾曲部７０においては、入射面側凸状部６４、及び出射面側凸状部６６の突出方向が鉛直角９０度方向Ｂよりも下方を向くため、出射光が器具幅方向Ｄｗに拡がり易くなる。これにより、道路横断方向において道路面の中の器具寄りの場所の照度が高くなり易い現象を緩和することができ、また、道路面のうち低位置道路照明器具１が設置された側を走行方向Ａの遠方まで照らすことができる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、ＬＥＤ光源２０は、ＬＥＤ３０が実装された基板３２を備え、この基板３２の実装面３２Ａは、当該実装面３２Ａでの反射を抑える低反射性材料、或いは、当該実装面からの反射光を遮光するカバー部材で覆われている。
これにより、実装面３２Ａでの反射による迷光の発生や、当該迷光による上方光束の発生を抑えることができる。

本実施形態の低位置道路照明器具１において、直線状に配列されたＬＥＤ３０の一部が、器具高さ方向Ｄｈにずらして配置されている。
これにより、道路面の照度分布を調整し、照度ムラを簡単に改善することができる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて任意に変形、及び応用が可能である。

上述した低位置道路照明器具１において、第２光学板２４のレンズ部６０の入射面側凸状部６４、及び出射面側凸状部６６は、器具幅方向Ｄｗにおいて光学中心６０Ｃに対称ではなく非対称な形状であってもよい。
これより、プロビーム側に多くの光量を振り分けた、いわゆるプロビーム配光を実現できる。第２光学板２４を交換するだけで、器具幅方向Ｄｗにおいて対称な配光と、プロビーム配光とを簡単に切り替えることができる。

上述した低位置道路照明器具１において、第２光学板２４の入射面側凸状部６４を、第１光学板２２の入射面４０Ａに設けることで、第２光学板２４を省略し、高効率化や、さらなる薄型化、コストダウン化を図ってもよい。

上述した低位置道路照明器具１において、ＬＥＤ光源２０の数や、ＬＥＤ３０の数などは、必要な照明光の光束に応じて適宜に変更可能である。

上述した低位置道路照明器具１において、ＬＥＤ光源２０のＬＥＤ３０は、ＳＭＤ型ではなく、器具幅方向Ｄｗに長い矩形状に多数の発光素子（典型的にはＬＥＤ）を集積したＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型であってもよい。

上述した実施形態における水平、及び垂直等の方向や各種の数値、形状は、特段の断りがない限り、それら方向や数値、形状と同じ作用効果を奏する範囲（いわゆる均等の範囲）を含む。

１ 位置道路照明器具（照明器具）
９ 出射開口形成遮光板
１０ 出射開口
１２ 光源ユニット
２０ ＬＥＤ光源（光源）
２２ 第１光学板
２２Ｄ 法線方向
２２Ｔａ 上端部
２２Ｔｂ 下端部
２４ 第２光学板
２６ 第１光学板端部遮光部
３０ ＬＥＤ（発光素子）
３２ 基板
３２Ａ 実装面
４０ リニアフレネルレンズ部
４２ レンチキュラーレンズ部
４４ フレネルプリズム
５０ フレネル面
５２ ライズ面
６０ レンズ部
６０Ｃ 光学中心
６４ 入射面側凸状部
６６ 出射面側凸状部
７０ 湾曲部
Ｄｈ 器具高さ方向（第２方向）
Ｄｗ 器具幅方向（第１方向）
Ｋａ 照明光軸
Ｋｂ 光源光軸
Ｋｃ 発光素子光軸
Ｒａ 上側領域
Ｒｂ 下側領域
β ライズ角

Claims (7)

1. 直線状に配列された複数の発光素子を有し、第１方向に延びた光を放射する光源を備え、前記光源の光によって道路を照明する照明器具において、
   前記光源から放射された光が入射する第１光学板と、
   前記第１光学板から出射された光が入射する第２光学板と、を備え、
   前記第１光学板は、
   前記第１方向に直交する第２方向において前記照明器具の照明光軸よりも上側の領域には、入射光を集光することで当該入射光を平行光化するリニアフレネルレンズ部を有し、
   前記第２光学板は、
   前記第１光学板から入射する光を前記第１方向に拡げて出射するレンズ部を備える
   ことを特徴とする照明器具。
2. 前記第１光学板は、
   前記第２方向において前記照明器具の照明光軸よりも下側の領域には、レンチキュラーレンズ部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記第１光学板は、
   出射面の法線方向を前記照明光軸の方向を向けて配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
4. 前記第１光学板のリニアフレネルレンズ部を構成する複数のフレネルプリズムはそれぞれ、フレネル面とライズ面とを有する断面三角形状を成し、
   前記第１光学板の表面の主面に対する前記ライズ面の傾斜角であるライズ角は、
   前記第１光学板の入射面に入射し当該入射面で屈折した光が前記ライズ面に入射することがない角度に設定されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明器具。
5. 前記第２方向における前記第１光学板の端部から出射される光を遮光する第１光学板端部遮光部を備える
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明器具。
6. 前記第２光学板は、
   前記第２方向における前記照明光軸よりも下側に、前記第１光学板に向けて湾曲した湾曲部を備える
   ことを特徴する請求項１から５のいずれかに記載の照明器具。
7. 直線状に配列された前記発光素子の一部の発光素子が、前記第２方向にずらして配置されている
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の照明器具。

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