KR100846043B1

KR100846043B1 - 조명장치

Info

Publication number: KR100846043B1
Application number: KR1020067024247A
Authority: KR
Inventors: 도시오 히라츠카
Original assignee: 가부시키가이샤 미라이
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-07-11
Also published as: US20080192476A1; US7547126B2; EP1978301A1; JP2007066658A; TW200821497A; JP3787146B1; KR20070054143A; CN101010541A; EP1978301A4; WO2007026695A1; CN100549511C; TWI305256B

Abstract

본 발명의 조명장치는, 쓸데없는 방향에의 조명을 없애고, 필요로 하는 원하는 영역에 대해 선택적으로 조명할 수 있는 조명장치이다.

조명방향을 자유자재로 변경 가능한 조명장치(100)로서, 복수의 발광 다이오드를 베이스 상에 설치한 발광부, 발광부의 광출사측에 복수의 발광 다이오드의 각각에 대응하여 설치되고 발광 다이오드의 발광면이 초점위치가 되는 포물면으로 이루어진 제1 반사부, 및 제1 반사부의 광출사측에 발광 다이오드를 더 개재하여 발광 다이오드의 나란한 방향에 대해 평행하게 한 쌍 배열되고, 발광 다이오드로부터의 광을 광출사측으로 향하여 반사하는 평판형상의 반사면을 가지는 제2 반사부를 구비한 광원부(15)와, 광원부(15)를 일단측에 지지하는 아암(17)과, 아암(17)의 타단측을 회동 가능하게 지지하는 광원 지지부(13)를 구비한다.

Description

조명장치{ILLUMINATING DEVICE}

본 발명은, LED를 광원으로서 구비한 조명장치에 관한 것이다.

종래의 조명장치, 특히 가로등 등에 사용되는 옥외용의 조명장치로서는, 고휘도 방전등인 수은램프, 고압 나트륨 램프, 메탈 할라이드 램프 등의 고휘도의 광원이 사용되고 있고, 도로나 주차장 등의 시설주변에 넓게 설치되어 있다. 또한, 옥내용으로서는, 형광등, 백열등 등이 실내등으로서 넓게 사용되고 있다.

특허문헌1 : 일본국 특허공개 2003-100111호 공보

그러나, 그 조명형태는 반드시 목적하는 바로 되는 것은 아니고, 쓸데없는 형태가 많은 것이 현상이다. 예를 들면, 본래 조명이 필요한 지상에 조명광이 도달하지 않고, 밤하늘을 쓸데없이 비추고 있는 가로등이 많이 존재한다. 그 때문에, 가로등의 광원으로부터의 광의 대부분이 유효하게 이용되지 않고 빛이 누설되어 부근의 건물을 비추는 경우가 있다. 주택의 창이 비치는 경우에는, 창으로부터 침실이나 거실 안에 조명광이 들어가기 때문에, 일부러 차광커튼이나 블라인드를 내려야만 한다. 또한, 발광하는 광원 그 자체가 직접 눈에 보이는 구조로 되어 있는 가로등이 있다. 이러한 조명 하에서는 근처를 다니는 사람이나 차를 운전하는 사람에게 눈부심을 주고, 시인성(視認性)을 크게 저해하고 있다.

이에 대해, 최근, 적은 발광 다이오드를 사용하여 넓은 면을 발광시킬 수 있는 가로등 장치가 개발되어 있다. 예를 들면, 특허문헌1에 개시되는 가로등 장치는, 광원으로서 발광 다이오드를 사용하고, 아크릴 등의 투광성 재료로 이루어진 원통형 케이스를 지주에 의해 지상에서 소정 높이로 유지하며, 입사면이 되는 이 케이스의 내주면에 복수의 오목부를 형성하고, 이 오목부에 발광 다이오드를 삽입하며, 내주면에 광을 확산, 반사시킴으로써 면발광시키는 구성으로 하고 있는데, 광을 고효율로 집광하고, 고조도를 얻을 수는 없으며, 조사하고자 하지 않는 영역을 선택적으로 제외하고 조명할 수가 없었다.

한편, 본원 발명자들은, LED의 출력을 올리지 않고 LED로부터의 광을 고효율로 집광하며, 고조도를 얻을 수 있는 신규의 반사판을 구비한 조명장치를 개발하고 있다(일본 특허출원 2004-346543 호). 이 조명장치의 반사판에 의하면, LED로부터의 광을 특정의 범위에 집중하여 조사할 수 있고, 조사범위 내에서는 높은 조도로 조명하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 이 조명장치는, 조사영역과 비조사영역의 경계가 명료하게 분리되는 특성을 가지고, 조사하고자 하지 않는 영역을 선택적으로 제외하고 조명하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명은, 상기 신규의 조명장치를 가로등 등의 조명장치의 광원부에 적용함으로써, 쓸데없는 방향으로의 조명을 없애고, 필요로 하는 원하는 영역에 대해 선택적으로 조명할 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.

(1) 조명방향을 자유자재로 변경 가능한 조명장치로서, 복수의 발광 다이오드를 베이스 상에 설치한 발광부, 상기 발광부의 광출사측에 상기 복수의 발광 다이오드의 각각에 대응하여 설치되고 상기 발광 다이오드의 발광면이 초점위치가 되는 포물면으로 이루어진 제1 반사부, 및 상기 제1 반사부의 광출사측에 상기 발광 다이오드를 더 개재하여 상기 발광 다이오드의 나란한 방향에 대해 평행하게 한 쌍 배열되고, 상기 발광 다이오드로부터의 광을 광출사측으로 향하여 반사하는 평판형상의 반사면을 가지는 제2 반사부를 구비한 광원부와, 상기 광원부를 일단측에 지지하는 아암과, 상기 아암의 타단측을 회동 가능하게 지지하는 광원 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.

이 조명장치에서는, LED의 출력을 올리지 않고 LED로부터의 광이 고효율로 집광되며, 조사범위 내에서의 고조도의 조명이 가능하게 된다. 또한, 아암을 회동함으로써, 조사영역과 비조사영역의 경계가 명료하게 분리 가능하게 되고, 조사하고자 하지 않는 영역을 제외하고 필요로 하는 원하는 영역에의 선택적인 조명이 가능하게 된다.

(2) 상기 광원부와 당해 광원부를 지지하는 상기 아암으로 이루어진 램프유닛이 상기 광원 지지부에 복수개 지지된 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 조명장치.

이 조명장치에서는, 복수의 램프유닛에 의해 조명영역이 확대 가능하게 됨과 동시에, 아암을 회전시켜 조사영역을 겹침으로써, 고조도의 조사범위를 원하는 위치에 배치한 임의의 조사패턴이 형성 가능하게 된다.

(3) 상기 광원부가 상기 아암의 축선에 대해 회동 가능하게 지지되고, 당해 광원부의 회동에 의해 광의 조사방향을 가변으로 한 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 조명장치.

이 조명장치에서는, 광원부가 아암의 축선에 대해 회동됨으로써, 광원부로부터 출사되는 지향성이 있는 조명광이 임의의 방향으로 향하게 된다.

(4) 상기 광원부의 주위를 둘러싸고 형성되며 상기 광출사측에 투광창을 가지는 케이싱을 구비한 것을 특징으로 하는 (1)∼(3)의 어느 하나에 기재된 조명장치.

이 조명장치에서는, 광원부가 케이싱에 포위되고, 비바람으로부터의 영향이 차단되면서, 투광창으로부터의 조명광의 출사가 가능하게 된다. 이에 의해, 고조도의 조명광의 출사가 확보되면서, 내후성이 높아지고, 내구성이 향상된다.

(5) 상기 광원부와 상기 아암을 착탈 가능하게 접속하는 조인트를 구비한 것을 특징으로 하는 (1)∼(4)의 어느 하나에 기재된 조명장치.

이 조명장치에서는, 광원부에서의 발광 다이오드 등의 교환 시, 조인트에서 예를 들면 케이싱과 함께 광원부가 아암으로부터 탈착 가능하게 되고, 소단위로의 분리가 가능하게 된다. 이에 의해, 광원부의 용이한 교환이 가능하게 되고, 유지보수성이 향상된다.

(6) 상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부의 적어도 어느 하나의 반사면이 새틴-피니시된(satin-finished) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 (1)∼(5)의 어느 하나에 기재된 조명장치.

이 조명장치에서는, 발광 다이오드로부터 출사된 광이 새틴-피니시된(satin-finished) 형상의 발광면에 의해 반사됨으로써, 광의 확산효과가 얻어지고, 조사영역의 확대와 함께, 균일한 조명광의 조사가 가능하게 된다.

본 발명에 관한 조명장치에 의하면, 포물면의 제1 반사부 및 평판형상 반사면의 제2 반사부를 가지는 광원부와, 이 광원부를 일단측에 지지하는 아암과, 아암의 타단측을 회동 가능하게 지지하는 광원 지지부를 구비하고, 조명방향을 자유자재로 변경 가능하게 하였으므로, LED의 출력을 올리지 않고 LED로부터의 광을 고효율로 집중하며, 조사범위 내에서 고조도의 조명이 가능하게 되고, 또한 조사영역과 비조사영역의 경계를 명료하게 분리하며, 조사하고자 하지 않는 영역을 제외하고 필요로 하는 원하는 영역에 선택적으로 조명할 수 있다. 이 결과, 조명에너지를 고효율로 이용할 수 있게 되고, 광 공해문제를 해결할 수 있음과 함께, CO₂ 발생의 삭감에도 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 조명장치의 정면도이다.

도 2는 램프유닛의 종단면을 (a), 하면을 (b)에 나타낸 램프유닛의 구성이다.

도 3은 도 2(b)의 A-A단면도이다.

도 4는 연결상태를 (a), 분리상태를 (b)에 나타낸 아암과 조인트의 접속 설명도이다.

도 5는 본 발명에 관한 조명장치의 광원부를 도시한 전체 구성도이다.

도 6은 조명유닛의 측면도(a), 하면도(b)이다.

도 7은 조명유닛의 분해 사시도이다.

도 8은 도 6에 도시한 조명유닛의 B-B단면도이다.

도 9는 조명유닛에 의한 조도분포를 도시한 그래프이다.

도 10은 조도특성의 조사거리와 수평거리의 상관을 도시한 그래프이다.

도 11은 배광특성의 광도와 각도의 상관을 도시한 그래프이다.

도 12는 상대분광분포의 상대강도와 파장의 상관을 도시한 그래프이다.

도 13은 아암의 회동에 의해 얻어지는 다른 조사영역을 (a), (b)로 도시한 설명도이다.

도 14는 광원부의 축선주위의 회동에 의한 조사영역의 변화를 도시한 설명도이다.

도 15는 조사영역의 설정상태를 도시한 설명도이다.

도 16은 본 발명에 관한 조명장치가 가로등으로서 사용된 경우의 조사영역의 예를 도시한 설명도이다.

도 17은 광원부를 증설하여 환상의 조사영역을 형성한 예의 설명도이다.

도 18은 본 발명에 관한 조명장치를 실내용으로 사용한 경우의 예를 (a), (b)에 도시한 설명도이다.

<부호의 설명>

11 램프유닛

13 광원 지지부

15 광원부

17 아암

21 케이싱

37 조인트

43 투광창

69 LED(발광 다이오드)

79 제1 반사부

81 제2 반사부

100 조명장치

이하, 본 발명에 관한 조명장치의 매우 적합한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 조명장치의 정면도이다.

본 실시형태에 의한 조명장치(100)는, 복수의 램프유닛(11)이 광원 지지부(13)에 설치된다. 램프유닛(11)은, 광원부(15)와, 이 광원부(15)를 일단측에 지지하는 아암(17)으로 이루어진다. 광원부(15)는, 후술하는 조명유닛(19)과, 이 조명유닛(19)의 주위를 둘러싸는 케이싱(21)으로 이루어진다. 케이싱(21)은, 예를 들면 알루미늄 파이프 등의 튜브부재(23)와, 이 튜브부재(23)의 선단을 봉지하는 엔드 캡(25)과, 기단(基端)을 봉지하는 연결 캡(27)과, 튜브부재(23)의 광조사창에 설치 되는 투명 커버재(29)로 이루어진다.

도 2는 램프유닛의 종단면을 (a), 하면을 (b)에 나타낸 램프유닛의 구성도이다.

엔드 캡(25)은, 튜브부재(23)의 선단에 나합(螺合) 또는 접착제에 의해 외부 삽입된다. 엔드 캡(25)과 튜브부재(23)의 끼워맞춤부는, 실링에 의해 방수·방진 실링된다. 연결 캡(27)은, 링재(27a)와 캡(27b)으로 이루어진다. 링재(27a)는, 내주면의 축선방향 중앙부에 둘레방향으로 연속하는 단부(31)가 돌출 설치되고, 일단측에서 내측으로 삽입된 튜브부재(23)의 기단이 이 단부(31)에 당접된다. 튜브부재(23)의 기단 외주와 링재(27a)의 내주는, 나합 또는 접착제에 의해 끼워맞춰지고, 그 끼워맞춤부가 실링에 의해 방수·방진 실링된다.

링재(27a)의 타단 내주에는 암나사(33)가 형성되고, 링재(27a)는 이 암나사(33)에 캡(27b)의 외주에 형성된 수나사(35)를 나합시켜 연결된다. 즉, 링재(27a)와 캡(27b)은, 조인트(37)를 구성하고 있다. 조인트(37)는, 나합 해제됨으로써, 링재(27a)가 튜브부재(23)측이 되고, 캡(27b)이 아암(17)측이 되어 분리된다. 이에 의해, 광원부(15)와 아암(17)이 착탈 가능하게 접속된다. 따라서, 광원부(15)에서의 발광 다이오드 등의 교환 시, 조인트(37)에서 예를 들면 케이싱(21)과 함께 광원부(15)가 아암(17)으로부터 탈착 가능하게 되고, 소단위로의 분리가 가능하게 된다. 그 결과, 광원부(15)의 용이한 교환이 가능하게 되고, 유지보수성이 향상되도록 되어 있다.

도 3은 도 2(b)의 A-A단면도이다.

조명유닛(19)을 내장한 튜브부재(23)에는, 조명유닛(19)의 광출사 개구부(39)의 부분에 상기 투명 커버재(29)가 장착되어 있다. 따라서, 케이싱(21)에는 투명 커버재(29)에 의한 슬릿형상의 투광창(43)이 형성되고, 이 투광창(43)에 광출사 개구부(39)가 배치되어 있다.

광원부(15)는, 이와 같이 하여 케이싱(21)에 포위됨으로써, 비바람으로부터의 영향이 차단되면서, 투광창(43)으로부터의 조명광의 출사가 가능하게 된다. 이에 의해, 고조도의 조명광의 출사가 확보되면서, 내후성이 높아지고, 내구성이 향상되도록 되어 있다.

여기서, 조인트(37)의 구조를 상세하게 설명한다.

조인트(37)의 캡(27b)에는 암나사(45)가 형성된다. 아암(17)의 선단에는 수나사(47)가 형성되어 있다. 또한, 아암(17) 선단의 수나사(47)에는, 출사각도 조정용 너트(49)가 나합되어 있다. 광원부(15)는, 캡(27b)의 암나사(45)에 아암(17)의 수나사(47)를 나합함으로써, 아암(17)의 선단에 지지 고정된다. 이 때, 광원부(15)는, 아암(17)에 대한 임의의 회전각도로 출사각도 조정용 너트(49)가 캡(27b)측으로 조여짐으로써, 회전이 규제되고, 원하는 회전방향으로 아암(17)의 선단에 고정되도록 되어 있다.

이와 같이, 광원부(15)는, 아암(17)의 축선에 대해 회동 가능하게 지지되고, 회동에 의해 광의 조사방향을 가변으로 하였으므로, 출사되는 지향성이 있는 조명 광이 임의의 방향으로 향하도록 되어 있다.

또, 아암(17)과 광원부(15)는, 상술한 바와 같이, 조인트(37)의 링재(27a)와 캡(27b)으로 연결·연결해제 가능하게 하였지만, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 캡(27b)과 아암(17) 선단의 수나사(47)로 연결·연결해제 가능하게 해도 된다.

아암(17)의 기단에는 플랜지부(17a)(도 2 참조)가 형성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상자형상으로 형성된 광원 지지부(13)의 상면에는 아암(17)의 기단 외경보다 크고 플랜지부(17a)의 외경보다 작은 아암 고정홀(51)이 뚫려 설치된다. 또한, 아암(17)의 기단에는 수나사(52)가 형성되어 있다. 따라서, 아암(17)은, 기단을 아암 고정홀(51)에 삽입하고, 그 선단에 장착용 너트(53)를 나합함으로써, 플랜지부(17a)와 장착용 너트(53)로 아암 고정홀(51)의 둘레를 협지하여 광원 지지부(13)에 고정된다. 그리고, 광원 지지부(13)는, 장착용 너트(53)를 느슨하게 하고, 원하는 방향으로 아암(17)을 회동(선회)시킨 후, 장착용 너트(53)를 조임으로써, 아암(17)의 기단측을 임의의 회동각도로 지지 고정할 수 있도록 되어 있다.

광원 지지부(13)에는, 후술하는 구동부(55)가 방수 케이스(57)의 내측에 수용된다. 조명유닛(19)에 접속된 급전 케이블(59)은, 아암(17) 내에 삽입통과되고, 방수 케이스(57) 안에 들어가 구동부(55)의 2차측 출력단자(61)에 접속된다. 구동부(55)의 1차 전원단자(63)에는 전원선(65)이 접속되고, 전원선(65)은 방수 케이스(57)를 관통하여 광원 지지부(13)의 외부로 도출된다.

조명장치(100)에서는, 광원부(15)와 이 광원부(15)를 지지하는 아암(17)으로 이루어진 램프유닛(11)이 광원 지지부(13)에 복수개(본 실시형태에서는 일례로서 3 개) 지지되어 있다. 이와 같이 복수의 램프유닛(11)을 구비함으로써, 조명영역이 확대 가능하게 되어 있다. 또한, 아암(17)을 회전시켜 조사영역을 겹침으로써, 고조도의 조사범위를 원하는 위치에 배치한 임의의 조사패턴이 형성 가능하게 되어 있다.

다음에, 조명유닛(19)에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명에 관한 조명장치의 광원부의 전체 구성도이다.

조명유닛(19)에는 상기 구동부(55)가 접속된다. 구동부(55)는, 조명유닛(19)에 발광구동전력을 공급하는 것으로, 예를 들면 풀 레인지 트랜스 등을 사용할 수 있다. 구동부(55)는 상용전원에 접속하고, 상용전원으로부터의 예를 들면 AC110V∼220V, 50Hz∼60Hz 등의 전력을 DC12V(DC6V나 DC24V 등의 임의의 전압 또는 교류이어도 됨)의 구동전압으로 변환하여 조명유닛(19)에 공급한다.

조명유닛(19)은, 후판(67)과, 다수개의 LED(69)를 베이스인 배선기판(71) 상에 직선적으로 설치한 발광부(73)와, 반사경부재(75)를 가지고 구성되어 있다. 후판(67)은, 반사경부재(75)와의 사이에 배선기판(71)을 끼워넣어 반사경부재(75)에 착탈 가능하게 부착된다.

도 6에 조명유닛의 측면도(a), 하면도(b), 도 7에 조명유닛의 분해 사시도를 나타내었다.

조명유닛(19)은, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 반사경부재(75)에 후판(67)을 부착한 상태에서 높이(H)를 가진다. 높이(H)는, 본 실시형태에서는 약 20mm정도로서, 발열전구나 형광등 등을 광원으로서 사용한 경우와 비교하여 대폭적으로 박형 화되어 있다. 또, 높이(H)는, 너무 작으면 반사경부재(75)의 편향특성이 손상되고, 너무 크면 설치공간을 필요로 하여 본 조명유닛(19)의 배치 자유도가 높아지지 않는다. 그 때문에, 높이(H)는 15∼30mm정도, 특히 20∼23mm정도로 하는 것이 바람직하다.

반사경부재(75)는, 장척판상의 장착 베이스부(77)(도 7 참조)와, 장착 베이스부(77)에 접속되고, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 중심위치에 개구를 가지고 광출사측이 해방측이 되는 포물면으로 이루어진 반사면(포물면 미러)(79a)을 복수개(본 실시형태에서는 합계 16개) 형성한 제1 반사부(79)와, 제1 반사부(79)의 광출사측에 더 설치되고, 포물면 미러(79a)의 나란한 방향으로 평행한 평판형상의 반사면(평면판 미러)(81a)을 형성한 제2 반사부(81)를 일체로 가진다. 제2 반사부(81)는, 포물면 미러(79a)의 나란한 방향과는 직교하는 방향으로 평면판 미러(81a)가 한쌍 형성된 것으로, 나란한 방향 양측은 제1 반사부(79)의 포물면 미러를 연장한 포물면벽(81b)에서 접속되어 있다. 반사경부재(75)는, 사출성형에 의해 일체로 성형된 수지성형품으로서, 적어도 제1 반사부(79)와 제2 반사부(81)의 광반사면에는 알루미늄 증착 등에 의한 경면의 코팅가공이 실시되어 있다. 또한, 광반사면으로서는, 이에 한정되지 않고, 다른 상투수단이 이용 가능하다.

후판(67)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 종단면이 "く"자 형상의 우산부(83)와, 우산부(83)의 내측면에 배선기판(71)의 배면측을 지지하는 리브(85)와, 우산부(83)의 길이방향의 복수 개소(본 실시형태에서는 5개소)에 반사경부재(75)와 걸어맞추는 로크 조(爪)(87)가 설치되어 이루어진다. 로크 조(87)는, 도면 중 상하 한 쌍의 종단면이 "コ"자 형상의 후크형상으로 형성되어 있다.

배선기판(71)은, 예를 들면 프린트 기판으로서, 반사경부재(75) 측에 길이방향을 따라 개개의 포물면 미러(79a)에 대응하여 복수개(여기서는 16개)의 LED(69)가 직선형상으로 실장되어 있다. 그리고, 배선기판(71)의 일단측에서는 급전 케이블(59)이 꺼내져 구동부(55)(도 1 참조)에 접속되어 있다. 배선기판(71)은, 한쪽 면 실장 모듈 때문에, 장해 발생시에 문제점을 발견하기 쉽고, 유지보수성이 우수한 안전한 모듈이다.

반사경부재(75)는, 장척 평판형상으로 형성된 장착 베이스부(77)의 양단에 조명유닛(19)의 고정용 브라켓(41)이 형성되어 있고, 장착 베이스부(77)의 길이방향에 직교하여 후판(67)의 로크 조(87)가 걸어맞추는 걸어맞춤부(89)를 설치하고 있다. 걸어맞춤부(89)는, 배선기판(71)을 후판(67)과의 사이에서 끼워넣고, 후판(67)의 로크 조(87)와의 스냅 액션에 의해 탈착 가능하게 조합된다.

반사경부재(75), 배선기판(71), 후판(67)을 조합했을 때, 제1 반사부(79)의 포물면 미러의 초점위치에 LED(69)의 발광면이 위치하게 된다. 이는, 즉 반사경부재(75)에는, 배선기판(71) 표면에 당접하는 면이 이산적으로 배치되어 있고, 이 당접면을 LED(69)의 발광면이 포물면 미러의 초점위치가 되는 높이로 형성하고 있다. 또한, 배선기판(71)이 반사경부재(75)에 형성된 기판수용위치에 수용될 때, 후판(67)의 리브(85)는, 이 당접면에 배선기판(71)을 가압하도록 그 높이가 설정되어 있다.

따라서, 반사경부재(75), 배선기판(71), 후판(67)을 단지 조합하는 것만으 로, 포물면 미러의 초점위치와 LED(69)의 발광면의 위치가 간단히 하여 고정밀도로 일치하게 된다. 이 구성에 의해, 예를 들면 나사 등의 체결수단을 이용하지 않고 간단히 부착할 수 있으며, 부품점수를 줄여서 조립이나 조정을 위한 공정을 경감할 수 있고, 생산성의 향상이 도모된다.

다음에, 상기 구성의 조명유닛(19)에 대한 광학적 특성에 대해서 설명한다.

도 8은 도 6에 도시한 조명유닛의 B-B단면도이다.

조명유닛(19)의 반사경부재(75)는, 제1 반사부(79)와 제2 반사부(81)가 연속하여 형성되어 있고, 제1 반사부(79)의 기단부에는, LED(69)의 발광면을 포물면 미러(79a)의 초점위치에 배치시키기 위한 개구(91)가 설치되어 있다. 제1 반사부(79)의 포물면 미러(79a)는, LED(69)의 발광면을 초점위치로 하는 포물면으로 이루어진 반사면을 갖고 있고, LED(69)로부터의 광을 광출사측으로 향하여 대략 평행화하여 반사한다.

또한, 제2 반사부(81)는, 제1 반사부(79)의 광출사측에 더 설치되고, 포물면 미러(79a)의 배열방향, 즉 LED(69)의 배열방향에 대해 평행하게 배치된 평판형상의 평면판경(81a)을 가지고 있다. 그리고, 제1 반사부(79)에 조사되지 않은 LED(69)로부터의 광을 받아 광출사측으로 향하여 대략 평행화하여 반사한다. 제1 반사부(79)는 미리 정해진 반사면 영역(M1)을 가지고, 제2 반사부(81)는 반사면 영역(M1)에 연속하여 미리 정해진 반사면 영역(M2)을 가지기 때문에, 제1, 제2 반사부(79, 81)에 의해 반사된 광은, 큰 광량의 평행광이 되어 피조명물에 조사된다.

평면판 미러(81a)의 LED(69)의 광축에 대한 경사각도는, 제1 반사부(79)에 조사되지 않은 LED(69)로부터의 광속이 평행광화하는 각도로 설정된다. 본 실시형태의 경우는, LED(69)의 광축에 대해 20°∼27°의 범위로 경사각도가 설정되어 있다.

여기서, LED(69)는, 예를 들면 120° 등의 넓은 조도각을 가지고 있고, 출사한 광 중에서 측방으로 향하여 출사한 광성분이 증가해도, 제1 반사부(79), 제2 반사부(81)에 잡혀 평행광화에 기여하는 비율이 높아진다. 이에 의해, 조도분포의 균일화 효과가 한층 더 높아진다.

다음에, 상기 구성의 조명유닛(19)에 의한 조도분포에 대해서 설명한다.

도 9는 조명유닛에 의한 조도분포를 도시한 그래프이다.

도 9에 도시한 바와 같이, LED(69)로부터 직접적으로 조사되는 광성분과, 제1 반사부(79), 제2 반사부(81)에 의한 반사를 동반하여 도달한 광성분으로 이루어진 범위(W)에서의 광량은, 다른 영역과 비교하여 그 경계가 명료하게 나타나 있다. 이는, 범위(W) 내에 집광되면서 광속이 대략 평행광이 되고, 방사조도가 높은 상태로 되어 있기 때문이다.

또한, LED(69)의 발광면은 LED(69)의 소자의 중앙부이고, 이 발광면은 제1 반사부(79)의 포물면 미러(79a)의 전면에 상을 영출한다. 또한, 제2 반사부(81)의 쌍방의 평면판 미러(81a, 81a)에도 발광면의 상을 영출한다. 즉, 제1 반사부(79)만으로는 LED(69)로부터의 직접 조사되는 광의 성분이 확산에 의해 퍼져 버리지만, 제2 반사부(79)의 평면판 미러(81a)에 의해 확산되어 퍼지는 광성분을 편향하여 평행광화한다. 이 작용에 의해, 얻어지는 광속의 방사조도가 높아지고, 범위(W) 내의 조도분포를 높고 균일하게 할 수 있으며, 그 결과, 범위(W)의 경계가 명료하게 보이게 된다.

다음에, 상기한 조명장치(100)의 광원부(15)에서의 성상을 설명한다.

도 10은 조도특성의 조사거리와 수평거리의 상관을 나타낸 그래프, 도 11은 배광특성의 광도와 각도의 상관을 나타낸 그래프, 도 12는 상대분광분포의 상대강도와 파장의 상관을 나타낸 그래프이다. 도 11에 있어서, 횡축의 각도는, 측정기에 대해 조명유닛(100)의 광출사면의 중심축을 회전축으로서 좌우대칭으로 90도 회전한 결과를 표기한 것이고, 실선은 램프유닛(11)의 길이방향으로 평행한 축을 회전축으로 하고, 점선은 이 회전축과는 직교하는 방향의 축을 회전축으로 하여 계측한 결과를 나타내고 있다.

·LED수 16개

·반사경부재(75)의 외형치수

세로 23.8mm, 가로 264mm, 높이(H) 16.25mm

상기 구성의 광원부(15)에 의하면, 하기의 기본특성이 실험적으로 얻어진다.

·직선조사거리(광원위치부터 1 lx이상의 조도가 얻어지는 위치까지의 최대거리) 30m이상

·광점직하조도(광점직하거리 2m의 지점에서의 조도) 약 5O lx/m²

·전기적 특성

12V구동시(DC) 0.09A 1.1wh/개

24V구동시(DC) 0.08A 1.92wh/개

·광학적 특성

모든 광속(12V구동시) 43.3 lm

모든 광속(24V구동시) 48.8 lm

특히, 광점직하거리 2m의 지점에서의 조도광점직하조도는, 도 10에 도시한 바와 같이, 수평거리(케이싱(21)의 축선에 직교하는 방향의 거리) 0.4m의 조사범위에서 약 5O lx/m²가 얻어진다.

배광특성은, 도 11에 도시한 바와 같이, 광원부(15)의 축선주위의 회전각도범위 -10∼10°에서 광도 50∼380cd의 영역이 얻어진다.

상대분광분포는, 도 12에 도시한 바와 같이, 450∼480nm의 청색파장영역의 광과, 560nm을 중심으로 하는 황색파장영역이 고강도로 얻어지고, 이들 광에 의해 백색광이 생성된다. 이에 의하면, 곤충이 좋아하는 365nm∼410nm의 파장영역의 광을 포함하지 않으므로, 나방이나 모기 등의 해충이 접근하기 어려운 가로등을 실현할 수 있다.

다음에, 상기 조명장치(100)의 사용태양을 설명한다.

도 13은 아암의 회동에 의해 얻어지는 다른 조사영역을 (a), (b)로 나타낸 설명도이다.

상기한 실시형태에 의한 조명장치(100)에서는, 도 13(a)에 도시한 바와 같이, 광원부(15)의 지상에서의 높이에 따라, 조사영역(S1, S2, S3)이 연속하도록 아 암(17)의 회전각도를 설정함으로써, LED(69)의 출력을 올리지 않고 LED(69)로부터의 광이 고효율로 집광되며, 조사범위(S1, S2, S3) 내에서의 고조도의 조명이 가능하게 된다.

또한, 도 13(b)에 도시한 바와 같이, 아암(17)을 회전함으로써, 조사영역(S1, S2, S3)과 비조사영역(101)의 경계가 명료하게 분리 가능하게 되고, 조사하고자 하지 않는 영역을 제외하고 필요로 하는 원하는 영역에의 선택적인 조명이 가능하게 된다.

도 14에 도시한 바와 같이, 광원부(15)는, 아암(17)에 대한 축선주위의 방향(도 14의 화살표(a)방향)으로 회동됨으로써, 광의 조사방향이 동 도면의 좌우로 변화한다. 이에 의해, 출사되는 지향성이 있는 조명광이 임의의 방향으로 향하고, 조사영역(S1)이 조사영역(S1a, S1b 또는 S1c)으로 변경 가능하게 된다.

도 15는 조사영역의 설정상태를 나타낸 설명도이다.

아암(17)을 기단부에서 화살표(b)방향으로 선회시켜 도 13(a)에 나타내는 조사상태로 하고 나서, 광원부(15)를 아암(17)의 축선에 대해 a방향으로 회동시킴으로써, 조사영역(S1, S2)을 겹쳐맞추고, 고조도의 조사범위(SS)를 원하는 위치에 배치한 임의의 조사패턴(P)을 형성할 수 있다.

종래의 가로등은, 조명하는 영역을 선택적으로 설정하는 것이 어렵지만, 본 발명의 조명장치에서는 간단히 설정할 수 있다.

본 조명장치(100)의 조사방향의 자유자재성을 이용하면, 도 16에 도시한 바와 같이, 조사영역(S1, S2, S3)과 비조사영역(101)의 경계를 명료하게 분리하고, 조사하고자 하지 않는 영역(비조사영역(101))을 제외하고 필요로 하는 원하는 영역(조사영역(S1, S2, S3))에 선택적으로 조명할 수 있다. 주택에 근접하여 가로등을 설치하는 경우는, 노면을 중심으로 조사하여 주택에 대해서는 눈부시게 하지 않을 배려가 필요하게 되는데, 이 조명장치(100)에 의하면, 광원부(15)로부터의 모든 광이 유효하게 이용되며, 빛이 누설되어 부근의 건물을 비추지 않고, 창(103)으로부터 침실이나 거실 안에 조명광이 들어가기 때문에, 일부러 차광커튼이나 블라인드를 내릴 필요도 없어진다.

또한, 조명장치(100)는, 설치조건에 따라 광원부(15)를 3개 이상으로 구성할 수 있다. 도 17에 도시한 바와 같이, 조사영역(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8)이 연속하도록 광원부(15)가 방사형상으로 설치되는 것이어도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 조명장치(100A)의 하방에 환상의 조사영역(SK)을 형성할 수 있다.

상기 설명에서는, 본 조명장치를 주로 가로등에 사용한 예를 설명하였지만, 본 조명장치는 이에 한정되지 않고, 옥내용으로서 사용할 수도 있다.

도 18은 본 발명에 관한 조명장치를 실내용으로 사용한 경우의 예를 (a), (b)에 나타낸 설명도이다.

조명장치(100)는, 실내의 벽부(105)에 광원 지지부(13)를 고정하고, 각 광원부(15)로부터의 출사광을 벽부(105)의 상방으로 조사함으로써, 간접 조명장치로서도 이용할 수 있다. 이 경우, 아암(17)을 벽부(105)의 면에서 소정 각도(α)로 경사시킴으로써, 조사영역(S1, S2, S3)이 조사중심부와 조사양측부에서 광도 차가 생긴 상태에서 조사되어 높은 연출성이 얻어진다.

이와 같이, 옥외용 및 옥내용으로 사용되는 본 조명장치(100)는, 그 변형예로서, 경면반사부재의 반사면을 새틴-피니시된(satin-finished) 형상으로 거칠게 하여 형성해도 된다. 즉, 제1 반사부(79)와 제2 반사부(81)는, 적어도 어느 하나의 반사면을 새틴-피니시된(satin-finished) 형상으로 형성할 수 있다. 이 구성에 의하면, 도 9에 나타내는 경우와 비교하여 최대조도가 약간 저하되지만, 광의 확산효과가 높아지고, 조도가 균일하게 되는 범위가 넓어져 한 대의 조명유닛(19)에 의해 광범위의 조명을 행하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 상기 조명장치에 의하면, 조명범위를 자유자재로 변경 가능하게 하였으므로, LED(69)의 출력을 올리지 않고 LED(69)로부터의 광을 고효율로 집중시키며, 조사범위 내에서 고조도의 조명을 가능하게 할 수 있음과 동시에, 조사영역(S1, S2, S3)과 비조사영역(101)의 경계를 명료하게 분리하고, 조사하고자 하지 않는 영역을 제외하고 필요로 하는 원하는 영역에 선택적으로 조명할 수 있다. 그 결과, 조명에너지를 고효율로 이용할 수 있게 되고, 광 공해문제를 해결할 수 있음과 동시에, CO₂ 발생의 삭감에 기여할 수 있다.

본 발명을 상세하게 특정의 실시태양을 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 여러가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.

본 출원은, 2005년 8월 30일 출원의 일본국 특허출원번호 2005-249985에 기초하는 것으로, 그 내용이 여기에 참조로서 도입된다.

Claims

조명 방향을 자유자재로 변경 가능한 조명장치로서,

베이스 및 상기 베이스 상에 설치된 복수의 발광 다이오드를 가지는 발광부, 상기 복수의 발광 다이오드 각각에 대응하여 광출사 측에 제공되고 포물면으로 이루어진 제1 반사부로서, 상기 제1 반사부의 각 포물면의 초점위치는 각각의 발광 다이오드의 발광면과 일치하는 제1 반사부, 및 상기 발광 다이오드를 사이에 두고 배치된 평판 형상의 한 쌍의 반사면을 가지는 제2 반사부로서, 상기 제1 반사부보다 더 상기 광출사 측으로, 그리고 상기 복수의 발광 다이오드가 배열된 방향과 평행하게 배치되고, 상기 발광 다이오드로부터의 광을 광출사 측을 향하여 반사하는 제2 반사부를 구비한 광원부와,

상기 광원부를 일단 측에 지지하는 아암과,

상기 아암의 타단 측을 회동 가능하게 지지하는 광원 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서,

각각이 상기 광원부와 상기 아암을 포함하는 복수의 램프유닛이, 상기 광원 지지부 상에 지지된 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서,

상기 광원부가 상기 아암에 대한 축선 둘레의 방향으로 회동 가능하게 지지되고, 상기 광원부의 회동에 의해 광원부의 광 조사 방향이 가변적인 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서,

상기 광원부의 주위를 둘러싸고, 상기 광원부의 광 출사측에 제공된 투광창을 가지는 케이싱을 더 포함하는 조명장치.
청구항 1에 있어서,

상기 광원부와 상기 아암을 착탈 가능하게 접속하는 조인트를 포함하는 조명장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부의 적어도 하나의 반사면이 새틴 처리된(satin-finished) 면으로 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.