照明用透镜、照明装置以及照明系统的制作方法

1.本发明涉及照明用透镜、照明装置以及照明系统。


背景技术：

2.以往，在设置于道路的照明装置中，使用水银灯、高压钠灯等。但是，近年来，为了实现高寿命/高亮度/低消耗电力，将led(light emitting diode)等的发光元件用作为光源的照明装置被实用化。
3.此外，在专利文献1中，公开了用于灯具(照明装置)的配光控制透镜。通过将专利文献1的配光控制透镜用于将led设为光源的照明装置，能够扩大照明装置的照射范围。由此，能够扩大照明装置的设置间隔，因此能够抑制照明装置的设置成本。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：jp专利第6604593号


技术实现要素：

7.本发明的一实施方式所涉及的照明用透镜是一种照明用透镜，被用于设置于道路的照明装置，该照明用透镜被配置为所述照明用透镜的正面方向与沿着所述道路的行进方向的方向即平行方向垂直，所述照明用透镜具备：入射面，接受从光源出射的光；出射面，对入射到所述入射面的光进行出射；第1区域，形成于所述入射面以及所述出射面的至少任一者，以使得向所述道路的行进方向侧照射第1光；和第2区域，形成于所述入射面以及所述出射面的至少任一者，以使得向与所述道路的行进方向相反的一侧，照射比所述第1光更加扩散的光即第2光。
附图说明
8.图1是本实施方式所涉及的照明用透镜的主视图。
9.图2是本实施方式所涉及的照明用透镜的侧视图。
10.图3是本实施方式所涉及的照明用透镜的立体图。
11.图4是表示从本实施方式所涉及的照明用透镜照射的光线的侧视图。
12.图5是表示本实施方式所涉及的照明装置的设置状态的剖视图。
13.图6是表示本实施方式所涉及的照明装置的设置状态的俯视图。
14.图7是表示本实施方式所涉及的照明装置的照度分布的图。
15.图8是表示本实施方式所涉及的照明装置的照度分布的图。
16.图9是表示本实施方式所涉及的照明装置的照度分布的图。
17.图10是表示本实施方式所涉及的照明装置的照度分布的图。
18.图11是表示本实施方式所涉及的照明装置的照度分布的图。
19.图12是表示本实施方式所涉及的照明系统中的照明装置的配置的俯视图。
20.图13是表示本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的主视图。
21.图14是表示本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的立体图。
22.图15是使用了图14的照明用透镜的照明装置的剖视图。
23.图16a是表示基于本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的照度分布的俯视图。
24.图16b是表示基于本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的照度分布的俯视图。
25.图16c是表示基于本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的照度分布的俯视图。
26.图17是表示从本实施方式所涉及的照明用透镜照射的光线的侧视图。
具体实施方式
27.为了扩大照明装置的设置间隔，需要增大照明装置的配光的扩展，并且增强照明装置照射的光。该情况下，若过于增大照明装置的配光的扩展，或过于增强照明装置照射的光，则路面的亮度上升。因此，由于强光进入在道路行驶的车辆的驾驶员的视场，可能产生眩光。
28.因此，本发明的实施方式的目的在于，扩大照明装置的照射范围，并且抑制眩光。
29.以下，基于附图来详细说明本发明的实施方式。以下的优选的实施方式的说明本质上仅仅为示例，完全并不意图限制本发明、其应用物或者其用途。
30.(照明用透镜的结构)
31.图1表示本实施方式所涉及的照明用透镜的主视图，图2表示本实施方式所涉及的照明用透镜的侧视图，图3表示本实施方式所涉及的照明用透镜的立体图。图4是表示从本实施方式所涉及的照明用透镜照射的光线的侧视图。在以下的说明中，x方向表示作为沿着后述的道路21的行进方向的方向即平行方向，y方向表示照明用透镜1的正面方向，z方向表示与x方向以及y方向呈垂直的铅垂方向。此外，在图4中，通过虚线来图示从照明用透镜1照射的光线。
32.如图1～图4所示，照明用透镜1由通过透明体折射光的材质形成，将从具有led(light emitting diode)等发光元件的光源11出射的光向x方向扩散。
33.具体地说，照明用透镜1具备：接受从光源11出射的光的入射面2、出射入射到入射面2的光的出射面3。入射面2形成为凹状以使得覆盖光源11。此外，出射面3在与入射面2对置的位置，形成为凸状。另外，在图1～图4中，为了方便，光源11被配置为从y方向观察照明用透镜1时，与照明用透镜1的中心点一致，但并不局限于此。
34.此外，在入射面2，形成区域2a～2d。在图1中，在将穿过照明用透镜1的中心点并在z方向延伸的轴设为轴z1、将在x方向延伸的轴设为轴x1的情况下，区域2a形成于轴z1的左侧以及轴x1的上侧，区域2b形成于轴z1的右侧以及轴x1的上侧，区域2c形成于轴z1的左侧以及轴x1的下侧，区域2d形成于轴z1的右侧以及轴x1的下侧。即，区域2a、2b被轴z1划分，区域2c、2d被轴z1划分。区域2a、2c被轴x1划分，区域2b、2d被轴x1划分。
35.如图1～图3所示，入射面2形成为相对于轴z1非对称的曲面，此外，形成为相对于轴x1也非对称的曲面。即，区域2a、2c与区域2b、2d的曲面分别为非对称，区域2a、2b与区域
2c、2d的曲面分别为非对称。
36.此外，在出射面3，形成区域3a～3d。在图1中，区域3a形成于轴z1的左侧以及轴x1的上侧，区域3b形成于轴z1的右侧以及轴x1的上侧，区域3c形成于轴z1的左侧以及轴x1的下侧，区域3d形成于轴z1的右侧以及轴x1的下侧。即，区域3a、3b被轴z1划分，区域3c、3d被轴z1划分。区域3a、3c被轴x1划分，区域3b、3d被轴x1划分。
37.如图1～图3所示，出射面3形成为相对于轴z1非对称的曲面，此外，形成为相对于轴x1也非对称的曲面。即，区域3a、3c与区域3b、3d的曲面分别为非对称，区域3a、3b与区域3c、3d的曲面分别为非对称。
38.另外，在图1中，为了方便，将轴z1、x1的交点设为照明用透镜1的中心点，但该交点能够任意设定。
39.如图4以及图17所示，照明用透镜1在区域3a、3b(2a、2b)中，相对于穿过照明用透镜1的中心点并在y轴延伸的轴y1，配光为非对称。如图17所示，入射面2包含区域2a以及区域2b。出射面3包含区域3a以及区域3b。第1光15向区域2a入射，从区域3a出射。第2光16向区域2b入射，从区域3b出射。第1光15例如是平行光。具体地说，第1光15包含光束15a和与光束15a平行的光束15b。第2光16比第1光15更扩散。具体地说，第2光16包含：光束16a、和与光束16a非平行的光束16b。在本实施方式中，第2光16在从区域3b出射后，聚光于点16c，然后扩散。但是，本公开并不局限于此，第2光16也可以在不聚光的情况下扩散。在本实施方式中，第1光15是平行光，但也可以不必严格平行，第2光16比第1光15更扩散即可。
40.虽省略图示，但照明用透镜1在区域3c、3d(区域2c、2d)，配光也为非对称。从照明用透镜1的区域3c出射的光比从区域3d出射的光更向x方向扩散。即，向区域2d入射并从区域3d出射的第3光为平行光。向区域2c入射并从区域3c出射的第4光为从平行光稍微扩散的光。在本实施方式中，第3光是平行光，但也可以不必严格平行，第4光比第3光更扩散即可。
41.(关于照明装置的配光)
42.图5是表示本实施方式所涉及的照明装置的设置状态的剖视图。照明装置10被设置于隧道22内，对道路21的路面照射光。另外，图5中，附图的左右方向相当于道路21的宽度方向。
43.照明装置10具备照明用透镜1和光源11。照明装置10被设置于隧道22的壁面，以使得距道路21的高度为h，相对于道路21的设置角度为θ1。
44.图6是表示本实施方式所涉及的照明装置的设置状态的俯视图。另外，图6中省略图示隧道22。
45.如图6所示，在道路21，形成车道23、和隔着中心线24而成为车道23的对置车道的车道25。另外，在以下的说明中，将在车道23行驶的车辆26的行进方向设为行进方向s1(第1行进方向)，将在车道25行驶的车辆27的行进方向设为行进方向s2(第2行进方向)。该行进方向s1、s2与x方向一致。
46.图7～图11是表示本实施方式所涉及的照明装置的照度分布的图。具体地，图7是表示照明装置10的照度分布的图，图8是仅表示从出射面3的区域3a出射的光的照度分布的图，图9是仅表示从出射面3的区域3b出射的光的照度分布的图，图10是仅表示从出射面3的区域3c出射的光的照度分布的图，图11是仅表示从出射面3的区域3d出射的光的照度分布的图。另外，在图7～图11中，通过曲线来将相同的照度的区域连结并显示。
47.图7～图11表示俯视下，将照明用透镜1的正面方向与中心线24的交点o设为中心，道路21的行进方向
±
30m、宽度方向
±
3m上的区域的照明装置10的照度分布。照明装置10被设置于行进方向
±
0m、宽度方向-1.8m、高度h＝5m的位置。
48.如图7所示，随着远离交点o，道路21的路面的照度逐渐变低。在此，在车道23，附图左侧的路面23a与附图右侧的路面23b的照度分布相对于附图中央(通过交点o并与宽度方向平行的线)为非对称。在车道25，附图左侧的路面25a与附图右侧的路面25b的照度分布相对于附图中央为非对称。
49.具体地，在车道23，照明装置10的照度分布在附图右侧(路面23b)较大地扩展。由此，由于照明装置10的行进方向s1侧的照射范围扩展，因此能够使在车道23行驶的车辆26的驾驶员的视野良好。此外，在车道23，照明装置10的照度分布未在附图左侧(路面23a)较大地扩展，此外，表示照度分布的曲线的间隔变窄。由此，照明装置10的行进方向s1的相反侧的照射范围变窄，此外，其照度也变低，因此能够抑制车辆26的驾驶员发生眩光。另外，省略详细说明，但在车道25也能够得到同样的效果。
50.(关于照明系统)
51.图12是表示本实施方式所涉及的照明系统中的照明装置的配置的俯视图。
52.在图12中，多个照明装置10沿着道路21而被配置，以使得在隧道(省略图示)内在道路21的行进方向为交错配置。并且，多个照明装置10分别对道路21照射光。所谓交错配置，是指多个照明装置10在本车道和相反车道以等间隔相互错开地配置。具体地说，多个照明装置10包含配置于车道23的多个第1照明装置10(10a)和配置于车道25的多个第2照明装置10(10b)。多个第1照明装置10(10a)沿着车道23以第1间隙而配置。多个第2照明装置10(10b)沿着车道25以第2间隙而配置。第2间隙可以与第1间隙相同。多个第1照明装置10(10a)相对于多个第2照明装置10(10b)在行进方向偏移地配置。偏移可以是第1间隙的一半的长度，也可以是其他长度。在图12中，照射范围28表示对应的照明装置10针对道路21的照射范围。通过这样将照明装置10配置为沿着道路21为交错配置，能够对道路21的路面没有遗漏地照射。
53.此外，照明装置10b虽然如上所述对附图左上侧的区域29照射的光量变少，但照明装置10a在附图右侧具有较宽的照度分布，因此能够将区域29的照度保持为一定以上。由此，能够抑制道路21的路面照度的降低。
54.通过以上的结构，本实施方式所涉及的照明用透镜是设置于道路21的照明装置10中使用的照明用透镜1，照明用透镜1被配置为正面方向与x方向垂直。照明用透镜1具备：入射面2，接受从光源11出射的光；出射面3，出射向入射面2入射的光；区域2a、3a(第1区域)，分别形成于入射面2以及出射面3，以使得将第1光向道路21的行进方向s1侧照射；和区域2b、3b(第2区域)，分别形成于入射面2以及出射面3，以使得将作为比第1光更扩散的光的第2光向与道路21的行进方向s1相反的一侧照射。
55.由此，在车道23，照明装置10的行进方向s1侧的照度提升，因此能够使向行进方向s1行驶的车辆的驾驶员的视野良好。此外，在车道23，照明装置10的行进方向s1的相反侧的照度变低，因此能够抑制向行进方向s1行驶的车辆的驾驶员发生眩光。因此，在车道23，能够扩大照明装置的照射范围，并且能够抑制眩光。
56.此外，区域2a、3a在入射面2以及出射面3，分别形成于比区域2b、3b更靠道路21的
行进方向s1侧。由此，区域2a、2b分别在入射面2，形成于光的照射方向所对应的一侧，区域3a、3b分别在出射面3，形成于光的照射方向所对应的一侧，因此能够使照明用透镜1的结构简易。
57.此外，道路21包含车道23(第1车道)和作为车道23的对置车道的车道25(第2车道)。区域2a、3a形成为向车道23的行进方向s1侧照射第1光，区域2b、3b形成为向与车道23的行进方向s1相反的一侧照射第2光。照明用透镜1具备：区域2d、3d(第3区域)，分别形成于入射面2以及出射面3，以使得向车道25的行进方向s2侧照射第3光；和区域2c、3c(第4区域)，分别形成于入射面2以及出射面3，以使得向与车道25的行进方向s2相反的一侧照射作为比第3光更扩散的光的第4光。
58.在该结构中，如上所述，在车道23，能够扩展照明装置的照射范围，并且抑制眩光。
59.此外，在车道25，照明装置10的行进方向s2侧的照度提升，因此能够使向行进方向s2行驶的车辆的驾驶员的视野良好。此外，在车道25，照明装置10的行进方向s2的相反侧的照度变低，因此能够抑制向行进方向s2行驶的车辆的驾驶员发生眩光。因此，在作为车道23的相反车道的车道25，也能够扩展照明装置的照射范围，并且抑制眩光。
60.此外，区域2c、3c在入射面2以及出射面3，分别形成于比区域2d、3d更靠车道23的行进方向s1侧。由此，区域2c、2d在入射面2，形成于光的照射方向所对应的一侧，区域3c、3d分别形成于出射面3中的光的照射方向所对应的一侧，因此能够使照明用透镜1的结构简易。
61.此外，区域2a、3a和区域2b、3b分别被在z方向延伸的轴z1(第1轴)划分，区域2c、3c和区域2d、3d分别被轴z1划分。区域2a、3a和区域2c、3c分别被在x方向延伸的轴x1(第2轴)划分，区域2b、2b和区域2d、3d分别被轴x1划分。由此，能够使照明用透镜1的结构简易。
62.此外，本实施方式所涉及的照明系统具备多个照明装置10。多个照明装置10沿着道路21而配置以使得在道路21的行进方向为交错配置。由此，能够减少设置于道路21的照明装置10的数量，并且没有遗漏地照射道路21的路面。
63.(其他实施方式)
64.如以上那样，作为本技术中公开的技术示例，说明了实施方式。但是，本公开中的技术并不局限于此，也能够应用于适当进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。
65.另外，照明用透镜1中的区域的划分方式并不局限于图1。例如，能够对照明装置10使用图13所示的照明用透镜1a。具体地，区域2a、2b被与轴z1成角度θ2(第1角度)的轴z2划分。同样地，区域2c、2d被轴z2划分。此外，区域2a、2c被与轴z1成角度θ3(第2角度)的轴z3划分。同样地，区域2b、2d被轴z3划分。若照明用透镜1a能够实现图7的照明用透镜1的配光，则可以任何设定角度θ2、θ3。
66.此外，若能够实现图7的照明用透镜1的配光(照度分布)，则照明用透镜的结构并不局限于图1以及图13。例如，在图1中，划分区域2a、2c的轴和划分区域2b、2d的轴为相同的轴x1，但这些轴也可以在z方向偏离。同样地，划分区域2a、2b的轴和划分区域2c、2d的轴为相同的轴z1，但这些轴也可以在x方向偏离。
67.此外，在图1以及图13中，在入射面2以及出射面3形成区域2a～2d、区域3a～3d，但并不局限于此。例如，通过仅将区域2a～2d、区域3a～3d的任一者形成于照明用透镜1，也能够实现图7的照明用透镜1的照度分布。
68.此外，在上述实施方式中，在道路21形成2个车道(车道23、25)，但照明用透镜1也能够适用于在道路21仅形成一个车道的情况。例如，在道路21仅形成车道23的情况下，通过省略区域2c、2d、3c、3d，能够实现图7的照明用透镜1的照度分布。
69.此外，在上述实施方式中，说明为照明装置10被设置于隧道22，但也可以设置于道路旁，对该道路照射光。
70.图14是表示本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的立体图，图15是使用图14的照明用透镜的照明装置的剖视图。如图14以及图15所示，照明装置10c具备：多个光源11、和多个照明用透镜1被配置为阵列状的照明用透镜1b。设置于照明用透镜1b的多个照明用透镜1分别被配置为与多个光源11对应。通过将照明用透镜1阵列状地配置，照明装置10能够照射更强的光。
71.图16a～图16c是表示基于本实施方式所涉及的照明用透镜的其他例子的照度分布的俯视图。照明用透镜1c具有图16a的照度分布30a，照明用透镜1d具有图16b的照度分布30b。该情况下，通过照明装置10中具备具有不同照度分布的照明用透镜1b、1c，从照明用透镜1c、1d照射的光重叠，能够实现图16c的照度分布30c。该情况下，如图16b所示，也可以在照明装置10中具备照度分布在俯视下左右对称的照明用透镜1d。另外，照度分布不是必须左右对称，也能够包含两种以上的多种具有包含非对称分布的不同照度分布的透镜，在图14的阵列状中组合配置。
72.通过本发明的一方式，能够扩展照明装置的照射范围，并且抑制眩光。
73.产业上的可利用性
74.本发明的照明装置以及照明系统例如能够设置于隧道内、道路旁，能够抑制设置的照明装置的数量。
[0075]-符号说明-[0076]
1(1a～1d)照明用透镜
[0077]
2入射面
[0078]
3出射面
[0079]
2a～2d、3a～3d区域
[0080]
10(10a～10c)照明装置
[0081]
11光源
[0082]
21道路
[0083]
23，25车道
[0084]
24中心线
[0085]
23a、23b、25a、25b路面
[0086]
s1、s2行进方向。

技术特征：
1.一种照明用透镜，被用于设置于道路的照明装置，该照明用透镜被配置为所述照明用透镜的正面方向与沿着所述道路的行进方向的方向即平行方向垂直，所述照明用透镜具备：入射面，接受从光源出射的光；出射面，对入射到所述入射面的光进行出射；第1区域，形成于所述入射面以及所述出射面的至少任一者，以使得向所述道路的行进方向侧照射第1光；和第2区域，形成于所述入射面以及所述出射面的至少任一者，以使得向与所述道路的行进方向相反的一侧照射比所述第1光更加扩散的光即第2光。2.根据权利要求1所述的照明用透镜，其中，所述第1区域在所述入射面以及所述出射面，形成于比所述第2区域更靠所述道路的行进方向侧。3.根据权利要求1所述的照明用透镜，其中，所述道路包含：第1车道、和该第1车道的对置车道即第2车道，所述第1区域形成为向所述第1车道的行进方向侧照射所述第1光，所述第2区域形成为向与所述第1车道的行进方向相反的一侧照射所述第2光，该照明用透镜还具备：第3区域，形成于所述入射面以及所述出射面的至少任一者，以使得向所述第2车道的行进方向侧照射第3光；和第4区域，形成于入射面以及所述出射面的至少任一者，以使得向与所述第2车道的行进方向相反的一侧照射比所述第3光更加扩散的光即第4光。4.根据权利要求3所述的照明用透镜，其中，所述第1区域在所述入射面以及所述出射面，形成于比所述第2区域更靠所述第1车道的行进方向侧，所述第4区域在所述入射面以及所述出射面，形成于比所述第3区域更靠所述第1车道的行进方向侧。5.根据权利要求4所述的照明用透镜，其中，所述第1区域以及所述第2区域通过在与所述正面方向以及所述平行方向垂直的铅垂方向延伸的第1轴而被划分，所述第3区域以及所述第4区域通过所述第1轴而被划分，所述第1区域以及所述第4区域通过在所述平行方向延伸的第2轴而被划分，所述第2区域以及所述第3区域通过所述第2轴而被划分。6.根据权利要求4所述的照明用透镜，其中，所述第1区域以及所述第2区域通过在与垂直于所述正面方向以及所述平行方向的铅垂方向形成第1角度的方向延伸的第3轴而被划分，所述第3区域以及所述第4区域通过所述第3轴而被划分，所述第1区域以及所述第4区域通过在与所述铅垂方向形成第2角度的方向延伸的第4轴而被划分，
所述第2区域以及所述第3区域通过所述第4轴而被划分。7.一种照明装置，具备：具有发光元件的光源；和权利要求1～6的任一项所述的照明用透镜。8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，所述照明装置具备多个所述照明用透镜，所述多个照明用透镜具有相互不同的照度分布。9.一种照明系统，具备多个权利要求7或者8所述的照明装置，多个所述照明装置沿着所述道路被配置，以使得在所述道路的行进方向为交错配置。10.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第1光是平行光。11.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述第3光是平行光。

技术总结
本实施方式所涉及的照明用透镜是被用于设置在道路的照明装置的照明用透镜，照明用透镜被配置为光轴与X方向垂直。照明用透镜具备：入射面，接受从光源出射的光；出射面，对入射到入射面的光进行出射；分别形成于入射面以及出射面以使得向道路的行进方向侧照射第1光的区域；和分别形成于入射面以及出射面以使得向与道路的行进方向侧相反的一侧照射比第1光更加扩散的光的区域。扩散的光的区域。扩散的光的区域。


技术研发人员：松田孝司 杉原大贵 高田和政
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2023/10/15