| 【発明の名称】 |
光照射装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 昌男
【氏名】内田 達清
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| 【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。ＬＥＤ１２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。 |
【特許請求の範囲】
【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。
【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ＬＥＤ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。
【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ＬＥＤ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。
【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。
【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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【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１０１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ＬＥＤ１０３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１０２ａ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１２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ＬＥＤ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１１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、ＬＥＤ１２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、ＬＥＤ１２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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年７月２８日（２０００．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１５５６
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 淳二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−４２５２３（Ｐ２００２−４２５２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年２月８日（２００２．２．８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２２９６６５（Ｐ２０００−２２９６６５） |
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