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JP2002042523A - 光照射装置 - Google Patents

光照射装置

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Publication number
JP2002042523A
JP2002042523A JP2000229665A JP2000229665A JP2002042523A JP 2002042523 A JP2002042523 A JP 2002042523A JP 2000229665 A JP2000229665 A JP 2000229665A JP 2000229665 A JP2000229665 A JP 2000229665A JP 2002042523 A JP2002042523 A JP 2002042523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
thin
reflecting mirror
led
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000229665A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Yamaguchi
昌男 山口
Tatsukiyo Uchida
達清 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2000229665A priority Critical patent/JP2002042523A/ja
Publication of JP2002042523A publication Critical patent/JP2002042523A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2111/00Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F21W2111/02Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for roads, paths or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型で、かつ、光の出射断面(発光面積)を
大きくすることが可能な光照射装置を提供する。 【解決手段】 断面放物線状の反射面11aを有する薄
型反射鏡11が上板14と下板15とに挟まれ、反射面
11aの放物線の焦点で薄型反射鏡11の厚み方向の中
央部にLED12が配置されている。LED12は光の
出射角度範囲が狭い狭角配光タイプであり、その光出射
方向が反射面11aの略中央部に向けられている。LE
D12の前方に近接してシリンドリカル凹レンズ13が
配置されている。シリンドリカル凹レンズ13は、その
凹面軸方向が薄型反射鏡11の厚み方向と一致するよう
に配置されている。LED12から発した光は、薄型反
射鏡11の厚み方向に垂直なXY平面でシリンドリカル
凹レンズ13によって広げられ、反射面11aの略全体
で反射してX方向に幅広の平行光線となってY方向に出
射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路のセンターラ
イン、交差点、横断歩道の路面等に設置され、誘導や警
告のための光を発する光照射装置、特に自発光道路鋲に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の光照射装置は、発光ダイオード
(LED)とその駆動回路(電源回路)を備え、夜間に
光を発することにより車両の運転者や歩行者に対して警
告や誘導を行う目的で設置される。通常は道路のセンタ
ーライン、交差点の中央部、横断歩道等の路面に設置さ
れ、路面からの仰角が比較的小さい範囲に光を発する。
【0003】その他、トンネル内の路面や壁面に設置し
てトンネルの湾曲形状や車線幅を明示する目的で使用さ
れる。また、地下街、公共スペースに設置して夜間の目
印や非常時の避難誘導サインとして使用される。
【0004】図15は、従来の光照射装置である自発光
道路鋲の概略構造を示す側面視の断面図である。路面1
01から断面台形状のケーシング102が突出し、その
両側の傾斜面102aに発光窓が所定のピッチで設けら
れている。各発光窓の内側には、基板104に実装され
たLED103が配設されている。これらのLED10
3は駆動回路(図示は省略)によって駆動され、所定の
光を発する。この光は、ケーシング102の傾斜面10
2aに設けられた発光窓から外に出射し、歩行者や車両
の運転者によって視認される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の光照射装
置(自発光道路鋲)の欠点の一つとして、その構造上、
路面101からの突出高さが高くなり、設置場所によっ
ては歩行者や車両にとって障害となることがある。ちな
みに、従来の自発光道路鋲(ケーシング102)の突出
高さは20〜30mmであった。
【0006】また、比較的小さいLED103から発し
た光がそのままケーシング102の傾斜面102aの発
光窓から出射するので、光の出射断面が小さく、視認性
が悪いといった問題もあった。
【0007】本発明は、上記のような従来の課題に鑑
み、薄型で、かつ、光の出射断面(発光面積)を大きく
することが可能な光照射装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による光照射装置
は、図1に示すように、放物面の一部を切り出した形状
の反射面11aを有する反射鏡11と、前記放物面の焦
点又はその近傍に配置されたLED光源12と、前記反
射面11aと前記LED光源12との間に配置され、前
記反射面11aの略全体へ照射させるレンズ13とを備
えたことを特徴とする。
【0009】この構成によれば、LED光源12から発
した光はレンズ13で制御され、反射面11aの略全体
で反射して略平行光になる。つまり、光が有効利用され
て出射断面(発光面積)を大きくすることができる。
【0010】具体的な第1の構成として、図2に示すよ
うに、前記反射鏡11は断面放物線状の反射面11aを
有する薄型反射鏡であり、前記LED光源12は狭角配
光型LEDであり、前記レンズ13はシリンドリカル凹
レンズであり、前記薄型反射鏡11の厚み方向(Z軸方
向)と前記シリンドリカル凹レンズ13の凹面軸方向
(A)とが一致する(いずれもZ方向)。
【0011】この構成によれば、狭角配光型LED12
から出た光はZ方向では広がらないが、XY平面の方向
では広げられて、反射面11aの略全体で反射して略平
行光になる。つまり、薄型反射鏡11の厚み方向(Z軸
方向)で光の拡散損失を抑えながら、XY平面の方向で
出射断面(発光面積)を大きくすることができる。
【0012】具体的な第2の構成として、図3に示すよ
うに、前記反射鏡11は断面放物線状の反射面11aを
有する薄型反射鏡であり、前記LED光源12は広角配
光型LEDであり、前記レンズ13はシリンドリカル凸
レンズであり、前記薄型反射鏡11の厚み方向(Z軸方
向)と前記シリンドリカル凸レンズ13の凸面軸方向
(AすなわちXY平面の方向)とが直交する。
【0013】この構成によれば、広角配光型LED12
から出た光は、XY平面の方向ではそのまま進み反射面
11aの略全体で反射して略平行光になる。Z方向では
シリンドリカル凸レンズ13によって集光される。した
がって、この場合も、薄型反射鏡11の厚み方向(Z軸
方向)で光の拡散損失を抑えながら、XY平面の方向で
出射断面(発光面積)を大きくすることができる。
【0014】具体的な第3の構成として、図4に示すよ
うに、断面放物線状の反射面11aを有する薄型反射鏡
11と、前記放物線の焦点又はその近傍で前記薄型反射
鏡11の厚み方向の略中央部に配置されたLED光源1
2とを備え、前記LED光源12のレンズが、前記薄型
反射鏡11の厚み方向(Z軸方向)で狭角配光特性を有
し、前記薄型反射鏡11の厚み方向と直角な方向(XY
平面の方向)で広角配光特性を有する。このようなLE
Dレンズ形状はアナモフィックレンズと呼称され、Z軸
方向の断面形状、XY平面方向の断面形状は異なった形
状であり、それぞれ球面もしくは非球面レンズ断面形状
を有する。この場合も、薄型反射鏡11の厚み方向(Z
軸方向)で光の拡散損失を抑えながら、XY平面の方向
で出射断面(発光面積)を大きくすることができる。
【0015】上記の各構成を有する光照射装置は、道路
のセンターライン、交差点、横断歩道等の路面に設置さ
れる自発光道路鋲に使用されることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。図5は本発明の実施形態に係る
光照射装置の分解図である。また、図6(a)及び
(b)は、本発明の第1の実施形態に係る光照射装置の
平面視及び側面視での内部構造を示す図である。なお、
本実施形態及び他の実施形態で参照する図面において、
同じ機能を有する構成要素には同じ番号を付している。
【0017】断面放物線状の反射面11aを有する薄型
反射鏡11が上板14と下板15とに挟まれ、反射面1
1aの放物線の焦点で薄型反射鏡11の厚み方向の中央
部にLED12が配置されている。LED12は光を発
する範囲の角度(出射角度範囲)が狭い狭角配光タイプ
であり、その光出射方向が反射面11aの略中央部に向
けられている。
【0018】LED12の前方(光出射方向)に近接し
てシリンドリカル凹レンズ13が配置されている。この
シリンドリカル凹レンズ13は、その凹面軸方向が薄型
反射鏡11の厚み方向と一致するように配置されてい
る。つまり、LED12から発した光は、薄型反射鏡1
1の厚み方向(Z軸方向)ではシリンドリカル凹レンズ
13を通過してもほとんど屈折作用を受けないが、厚み
方向に垂直な方向(XY平面)ではシリンドリカル凹レ
ンズ13によって広げられる。その結果、反射面11a
の略全体で反射してX方向に幅広の平行光線となってY
方向に出射する。つまり、Z軸方向では拡散による漏れ
損失を抑えながら、X方向の光出射断面が大きく視認性
の高い光照射装置が得られる。
【0019】図7は、本実施形態の一実施例における光
照射装置の外形寸法を示している。また、図8は、薄型
反射鏡11の反射面11aの断面形状である放物線のパ
ラメータを示している。また、図9はシリンドリカル凹
レンズ13の外形寸法及びLED12との距離を示して
いる。
【0020】図10(a)及び(b)は、本発明の第2
の実施形態に係る光照射装置の平面視及び側面視での内
部構造を示す図である。本実施形態の光照射装置は、L
ED12が、光の出射角度範囲が広い広角配光タイプで
あり、レンズ13がシリンドリカル凸レンズである点が
第1の実施形態と異なっている。また、このシリンドリ
カル凸レンズの凸面軸方向(XY平面の方向)は、薄型
反射鏡11の厚み方向(Z軸方向)と直交している。
【0021】したがって、LED12から発した光は、
薄型反射鏡11の厚み方向(Z軸方向)ではシリンドリ
カル凸レンズ13によって集められ、厚み方向に垂直な
方向(XY平面)ではシリンドリカル凸レンズ13によ
って影響を受けることなく広角のまま薄型反射鏡11の
反射面11aに達する。この結果、反射面11aの略全
体で反射してX方向に幅広の平行光線となってY方向に
出射する。つまり、第1の実施形態と同様に、Z軸方向
では拡散による漏れ損失を抑えながら、X方向の光出射
断面が大きく視認性の高い光照射装置が得られる。
【0022】図11は、本実施形態の一実施例における
シリンドリカル凸レンズ13の外形寸法とLED12と
の距離を示している。光照射装置の外形寸法と、薄型反
射鏡11の反射面11aの放物線のパラメータについて
は、第1の実施形態と同じであり、図7及び図8に示し
た通りである。
【0023】図12(a)及び(b)は、本発明の第3
の実施形態に係る光照射装置の平面視及び側面視での内
部構造を示す図である。本実施形態の光照射装置は、L
ED12が、XY平面とXZ平面とで異なる配光特性を
有するアナモフィックレンズを有する点が既述の実施形
態と異なる。つまり、図13に示すように、XY平面で
は広角配光特性を有し、XZ平面では狭角配光特性を有
する。これにより、既述の実施形態で使用したシリンド
リカルレンズ13は不要となる。
【0024】図14は、一実施例で使用したLED12
のアナモフィックレンズの形状を示す図である。アナモ
フィックレンズは、XY平面での縦断面と、XZ平面で
の縦断面のレンズ形状が異なる。ここでは、XY平面で
の縦断面のRが大きく、XZ平面での縦断面のRは小さ
い。これにより、シリンドリカルレンズを別途用いるこ
となく、Z方向に狭角、XY平面で広角の配光特性を得
ることができる。その結果、既述の実施形態と同様に、
Z軸方向では拡散による漏れ損失を抑えながら、X方向
の光出射断面が大きく視認性の高い光照射装置が得られ
る。
【0025】以上、種々の実施形態によって本発明の光
照射装置を説明した。しかしながら、本発明は上記の実
施形態に限らず、他の形態で実施してもよい。
【0026】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の光照射装
置によれば、Z軸方向に薄型で拡散による漏れ損失を抑
えながら、X方向の光出射断面が大きく視認性の高い平
行光をY方向に出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光照射装置の構成を説明するための斜
視図である。
【図2】本発明の光照射装置の第1の具体構成を説明す
るための側面図である。
【図3】本発明の光照射装置の第2の具体構成を説明す
るための側面図である。
【図4】本発明の光照射装置の第3の具体構成を説明す
るための側面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る光照射装置の分解図で
ある。
【図6】本発明の第1の実施形態に係る光照射装置の平
面視及び側面視での内部構造を示す図である。
【図7】一実施例における光照射装置の外形寸法を示す
図である。
【図8】薄型反射鏡の反射面の断面形状である放物線の
パラメータを示す図である。
【図9】シリンドリカル凹レンズの外形寸法とLEDと
の距離を示す図である。
【図10】本発明の第2の実施形態に係る光照射装置の
平面視及び側面視での内部構造を示す図である。
【図11】一実施例におけるシリンドリカル凸レンズの
外形寸法とLEDとの距離を示す図である。
【図12】本発明の第3の実施形態に係る光照射装置の
平面視及び側面視での内部構造を示す図である。
【図13】LEDの配光特性を示す図である。
【図14】一実施例で使用したLEDのアナモフィック
レンズの形状を示す図である。
【図15】従来の光照射装置である自発光道路鋲の概略
構造を示す側面視の断面図である。
【符号の説明】
11 反射鏡 11a 反射面 12 LED光源 13 レンズ Y 光出射方向 Z 薄型反射鏡の厚み方向

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放物面の一部を切り出した形状の反射面
    を有する反射鏡と、前記放物面の焦点又はその近傍に配
    置されたLED光源と、前記反射面と前記LED光源と
    の間に配置され、LED光源から発した光を前記反射面
    の略全体へ照射させるレンズとを備えたことを特徴とす
    る光照射装置。
  2. 【請求項2】 前記反射鏡は断面放物線状の反射面を有
    する薄型反射鏡であり、前記LED光源は狭角配光型L
    EDであり、前記レンズはシリンドリカル凹レンズであ
    り、前記薄型反射鏡の厚み方向と前記シリンドリカル凹
    レンズの凹面軸方向とが一致することを特徴とする請求
    項1記載の光照射装置。
  3. 【請求項3】 前記反射鏡は断面放物線状の反射面を有
    する薄型反射鏡であり、前記LED光源は広角配光型L
    EDであり、前記レンズはシリンドリカル凸レンズであ
    り、前記薄型反射鏡の厚み方向と前記シリンドリカル凸
    レンズの凸面軸方向とが直交することを特徴とする請求
    項1記載の光照射装置。
  4. 【請求項4】 断面放物線状の反射面を有する薄型反射
    鏡と、前記放物線の焦点又はその近傍で前記薄型反射鏡
    の厚み方向の略中央部に配置されたLED光源とを備
    え、前記LED光源のレンズが、前記薄型反射鏡の厚み
    方向で狭角配光特性を有し、前記薄型反射鏡の厚み方向
    と直角な方向で広角配光特性を有することを特徴とする
    光照射装置。
  5. 【請求項5】 道路のセンターライン、交差点、横断歩
    道等の路面に設置される自発光道路鋲に使用されること
    を特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の光照
    射装置。
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