JP2000173304A - 航空標識灯 - Google Patents
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- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Abstract
長寿命化及び発光効率を向上させることができるととも
に、低コストで最適な発光制御を行うことのできる航空
標識灯を提供するにある。 【解決手段】 本発明の航空標識灯1では、光源として
の複数のLED3aを上面に配設した基板3b上に上部
に径の大きな開口部、下部に径の小さな開口部をそれぞ
れ有して扇状に形成した着色反射板3cが所定数のLE
D3aを包囲するように基板3b上に装着される。該着
色反射板3cは内面(上面A)及び外面(下面B)によ
って対応するLED3aの光をそれぞれ反射するもの
で、内面と外面との少なくとも一方がLED3aの発光
色(例えば青色)と同色に着色されている。灯体2の上
部に装着されるグローブ4は光源3部をカバーするため
の透明部材で形成されている。よって、消灯時でも、外
光反射によりその反射光が発光色となるため、灯火の識
別を可能にし、且つ光源の長寿命化及び発光効率の向上
化に寄与する。
Description
導路等に用いられる航空標識灯に関し、特に光源の長寿
命化及び発光効率の向上化を図ることができるととも
に、その発光状態を最適に制御することの可能な航空標
識灯に関する。
られる航空標識灯では、滑走路への誘導や離着時の誘
導、あるいは侵入経路への誘導等を、厳しい気象条件で
もその明かりによって明確且つ確実に飛行機の操縦者に
認識させるために、発光効率の向上が望まれている。ま
た、航空標識灯では、過酷な使用条件でも耐えうる耐久
性はもとより、その光源の長寿命化も望まれている。
に応じて様々な形態のものが製造されており、また、こ
れらの標識灯の光源としては、従来より調光制御が容易
な白熱電球が用いられている。このような従来における
白熱電球を用いた光源で構成された航空標識灯の一例を
図13に示す。
成された地上型の航空標識灯の一例を示す構成図であ
り、図13(a)は光を全方向に照射可能な全方向タイ
プのもの、図13(b)は光を1方向または2個併設す
ることで2方向に光を照射可能な2方向タイプのもの、
図13(c)は誘導時に警戒を促すことを主に目的とし
た点滅タイプのものをそれぞれ示している。
に全方向タイプの航空標識灯50は、滑走路等の誘導灯
として用いられており、例えば青い色を全方向に照射す
ることにより、誘導路灯としての役割を果たすようにな
っている。
れる灯体51と、この灯体51の上面に装着される光源
としての白熱電球52と、該白熱電球52の光を水平方
向に対して指向性良好に照射するとともに垂直方向にも
照射するためのレンズ53と、これらのレンズ53及び
白熱電球52を収容する青色に着色されたグローブ54
とで主に構成されている。グローブ54が青色に着色さ
れることで、全方向に青色の光を照射することができ
る。また、水平方向については、レンズ53が白熱電球
52の周囲を囲んでいるので、指向性が良好な青色の光
を照射することが可能となる。
として白熱電球が使用されているため、素子寿命が短
く、また、上記のように例えば青色光を得るために白熱
電球の白色光を、青色に着色したグローブを介して照射
するようにしているため、発光効率が非常に悪いという
不都合がある。そこで、周知のように素子寿命の短い白
熱電球に代えて、長寿命でありしかも青色の発光ダイオ
ード(以下、LEDと記載)を用いたLED式標識灯も
提案されている。
識灯では、LEDは、高発光効率化のため素子そのもの
は透明樹脂レンズで構成したものを使用し、また、複数
のLED素子を配設した基板と配光を制御する反射板と
透明のグローブとで構成しているが、高効率化のための
透明レンズLED及び透明グローブを使用しているた
め、消灯時には発色しない。このため、消灯時には従来
のように青色グローブ54による色別灯火の識別ができ
ないという欠点があり、また、単純に青色グローブを用
いると、LED発光色も青色なので発光効率に悪影響を
及ぼすこともあるという欠点もあった。
るいは2方向タイプの航空標識灯60は、例えば色フィ
ルタ65の色に対応した光を水平方向に照射することに
より、滑走路等の誘導灯としての役割を果たすようにな
っている。
れる灯体61と、この灯体61の上面に装着される光源
としての白熱電球62と、該白熱電球62の光を集光し
て照射する反射鏡63と、該反射鏡63の反射光を透過
して対応する色の光を照射する色フィルタ65と、該色
フィルタ65の表面部を防護する防護ガラス66と、こ
れらの光学系部材を収容するためのユニット64とで主
に構成されている。反射鏡63,色フィルタ65を用い
ることで、水平方向における照射色光の指向性が良好と
なる。例えば滑走路の進入灯とする赤光色の航空標識灯
においては、赤色フィルタを介して赤色発光するように
して構成されており、赤色の照射光の指向性も良好であ
る。また、このような航空標識灯64を背後に対向配置
して構成することにより、2方向のタイプの航空標識灯
と成す。
の長寿化を考慮すると、やはりこの種のタイプの航空標
識灯60においても、LEDの採用が望ましい。また、
例えば赤色LEDの複数を用いて標識灯を構成すること
で、光源の長寿命化は勿論、赤色フィルター不要等の利
点も得られることになる。
天、霧天時などの視認外部条件によって灯火の明るさを
加減(階調)制御する必要がある。この明るさの階調信
号は、従来の白熱電球の負荷に対応した位相制御の段階
状の定電流ラインパワーとして与えられようになってい
る。したがって、単に光源を白熱電球からLED表示素
子に代えたとしても、LED式の標識灯では、図14の
階調電流に応じた発光出力の特性図に示すように、光源
素子の階調特性が異なるため、この信号をそのままLE
D式標識灯60に適用することは不可能である。つま
り、図14に示すようにLEDを用いた場合には、同じ
階調電流にも関わらず、白熱電球よりも明るくなり、必
要以上の発光強度となるため、操縦者にまぶしく煩わし
くなり、標識灯としては不適であるという不都合もあ
る。
も変化する特性をもっており、例えば赤色LEDは、図
15に示すような温度特性を有している。つまり、温度
が上昇すれば発光出力が低下するような特性である。ま
た、このような航空標識灯は、上述したように明るさを
加減(階調)制御する必要があるが、一定の規定された
明るさを維持する必要もある。さらに、航空標識灯では
屋外で用いるため、灯器内の電気回路は密閉構造内に構
成されることと、またメンテナンスの時間が夜間の空港
閉鎖時間などに限定されることから使用部品は信頼性の
高いものが要求され、灯火の発熱による冷却のファン等
は用いられず、自然冷却構造である必要がある。
いた標識灯においては点灯時の発熱によって温度が上昇
し、また強制冷却も困難なことから発光出力の一定規定
値に維持することが困難となる欠点もあった。
識灯では、図13(c)に示すように、例えば地上に設
置される灯体71と、この灯体71の上面に装着された
例えば2つの白熱電球73a,73bと、これらの光源
73a,73bからの光を集光してそれぞれ照射する反
射鏡74a,74bと、これらの反射鏡74a,74b
の反射光を透過して対応する色の光をそれぞれ照射する
色フィルタ75a,75bとで主に構成されている。こ
れらの反射鏡74a,74b,色フィルタ75a,75
bを用いることで、水平方向における照射色光の指向性
が良好となり、また図示しない調光制御部からの点滅信
号が供給されることで、これら2つの光源部72A,7
2bは、点滅発光するようになっている。
の長寿化を考慮して、この種のタイプの滑走路警戒灯7
0(RGL灯火ともいう)においても、LEDの採用が
望まれており、また、上述したように1対の灯火を交互
に点滅させることが必要であり、さらに夜間や薄暮又は
雨天・霧天時などの視認外部条件によって灯火の明るさ
を加減(階調)制御させる必要がある。しかしなが
ら、、LEDの明るさを加減するにはLED電流の波高
値を変えてやる制御方法が考えられるが、この制御方法
では、定電流回路を用いることになり、LEDの限流回
路としての抵抗回路に比べて高価となり、特に灯火光源
としてLED素子を複数用いて構成した場合には、高コ
ストとなってしまうという問題点もあった。
空標識灯では、光源の長寿命化に鑑み従来の白熱電球に
代えて長寿命のLEDの使用が考えられるが、このLE
Dを使用すると、例えば青色グローブを用いて青色光を
照射する全方向タイプでは、発光効率に悪影響を及ぼし
てしまい、また、一方向又は2方向タイプでは、階調電
流に応じて最適な発光出力が得られず、またLEDの温
度変化に応じて発光効率が変化してしまい、さらに点滅
灯火可能なタイプのものでは、最適な点滅灯火とするに
は高価な発光回路が必要なり高コストとなってしまうと
いった様々な問題点があった。
れたもので、LEDを用いて構成することにより、光源
の長寿命化及び発光効率を向上させることができるとと
もに、低コストで最適な発光制御を行うことのできる航
空標識灯の提供を目的とする。
空標識灯は、灯体と;この灯体の上部に配置され、複数
の発光ダイオード素子からなる光源と;前記複数の発光
ダイオードをその上面に配設した基板と;上部に径の大
きな開口部、下部に径の小さな開口部をそれぞれ有して
扇状に形成した反射手段を前記基板上の所定数の発光ダ
イオードを包囲するように前記基板上に装着すること
で、内面及び外面によって対応する発光ダイオード素子
の光をそれぞれ反射するとともに、該反射手段の内面と
外面との少なくとも一方が前記発光ダイオードの発光色
と同色に着色された反射手段と;前記灯体の上部に装着
され、前記光源、前記基板及び前記反射手段をカバーす
るための透光部材で形成されたグローブと;を具備した
ことを特徴とする。
項1に記載の航空標識灯において、前記基板は、その上
面が前記発光ダイオードの発光色と同色に着色して構成
されたもので、前記発光ダイオードは、青色の光を発す
る青色発光ダイオードを用いたことを特徴とする。
び外面によって対応する発光ダイオード素子の光をそれ
ぞれ反射するとともに、該反射手段の内面と外面との少
なくとも一方が前記発光ダイオードの発光色と同色に着
色された反射手段を設けたことによって、点灯時には、
その発光ダイオードによる青色光を全方向に照射するこ
とができ、また、消灯時には、外光によってその反射手
段の着色が反射されるので、消灯時においても、その航
空標識灯の種類を識別可能にできる。さらに、光源とし
て発光ダイオードを用いているので、光源の長寿命化及
び発光効率を向上させることも可能である。
と;この灯体の上部に配置され、複数の発光ダイオード
素子からなる光源と;前記複数の発光ダイオードをその
上面に配設した基板と;前記光源及び前記基板を収容す
るように前記灯体に装着され、該光源による光を所定方
向に照射するように開口部が形成された灯体ユニット
と;前記灯体ユニットの開口部に装着されたカバー部材
と、前記複数の発光ダイオードの明るさを外部より操作
される位相制御によって階調毎に変化させる階調制御が
可能なもので、接続された定電流電源ラインに流れる階
調電流を取り込み、該階調電流から定電圧源を発生させ
て得た電流によって前記発光ダイオードを発光させると
ともに、外部の操作により位相制御で可変される電流を
検出し、検出結果に基づき前記発光ダイオードの発光階
調信号に変換し、該発光階調信号に基づき前記発光ダイ
オードによる発光を階調毎に駆動制御する駆動回路部
と;を具備したことを特徴とする。
項3に記載の航空標識灯において、前記駆動回路部は、
前記定電流電源ラインに流れる階調電流を元に前記発光
ダイオードに付勢する定電圧を生成する定電圧回路と;
該定電圧回路により生成された定電圧に基づき得られた
発光ダイオード電流によって前記発光ダイオードを発光
させるLED駆動回路と;前記定電流電源ラインに流れ
る階調電流を取り込み、外部の操作により位相制御で可
変される前記階調電流を検出し、検出結果を出力する電
流検出回路と;前記電流検出回路からの検出結果に基づ
き、前記位相制御による階調に応じた前記発光ダイオー
ドの発光階調信号に変換し、該発光階調信号に基づき前
記LED駆動回路による発光ダイオードの発光を駆動制
御する階調変換回路と;を具備して構成されたことを特
徴とする。
項4に記載の航空標識灯において、前記階調変換回路
は、発光ダイオード電流の波高値に対応した前記発光階
調信号を出力するもので、前記LED駆動回路は、可変
抵抗を備え、該発光階調信号に基づき可変抵抗による抵
抗値を変化させることにより、前記発光ダイオードの発
光を階調制御することを特徴とする。
項4に記載の航空標識灯において、前記階調変換回路
は、前記発光階調信号として前記発光ダイオードの点滅
の比率変調とするパルス幅制御信号を出力するもので、
前記LED駆動回路は、前記発光ダイオード電流の供給
を時間的にオン・オフするスイッチング素子を備え、前
記パルス幅信号に基づき該スイッチング手段によるオン
・オフ時間を制御することにより、前記発光ダイオード
の発光を階調制御することを特徴とする。
ルス幅発光制御と発光ダイオード電流波高値制御とのど
ちらか一方の制御が可能な駆動回路部を設けたことによ
って、従来通りの標識灯用定電流電源に接続し、且つ灯
火の階調制御を行うことが可能となり、長寿命で且つ発
光効率の高いLED式航空標識灯を提供することが可能
となる。また、LED式標識灯の設置に伴い、新たに配
線工事等もする必要がないので、全体的なコストを低減
することも可能となる。
項3に記載の航空標識灯において、前記駆動回路部は、
前記定電流電源ラインに流れる階調電流を元に前記発光
ダイオードに付勢する定電圧を生成する定電圧回路と;
該定電圧回路により生成された定電圧に基づき得られた
発光ダイオード電流によって前記発光ダイオードを発光
させるLED駆動回路と;前記定電流電源ラインに流れ
る階調電流を取り込み、外部の操作により位相制御で可
変される前記階調電流を検出し、検出結果を出力する電
流検出回路と;前記電流検出回路からの検出結果に基づ
き、前記位相制御による階調に応じた前記発光ダイオー
ドの発光階調信号に変換し、該発光階調信号に基づき前
記LED駆動回路による発光ダイオードの発光を駆動制
御する階調変換回路と;前記発光ダイオードの温度また
は周囲温度を検出する温度検出回路と;前記該温度検出
手段からの検出結果に基づき所定の発光出力を得るため
の補正信号を作成し、該補正信号に応じて前記LED駆
動回路による発光ダイオード電流を変化させる補正回路
と;を具備して構成されたことを特徴とする。
項7に記載の航空標識灯において、前記階調変換回路
は、前記発光階調信号として前記発光ダイオードの点滅
の比率変調とするパルス幅制御信号を出力するもので、
前記LED駆動回路は、前記発光ダイオード電流の供給
を時間的にオン・オフするスイッチング素子及び可変抵
抗を備え、前記パルス幅信号に基づき該スイッチング手
段によるオン・オフ時間を制御すると同時に、前記補正
回路からの補正信号に応じて前記可変抵抗の抵抗値を変
化させることにより、前記発光ダイオードの発光の階調
制御及び温度の変化に伴う発光補正制御することを特徴
とする。
項7に記載の航空標識灯において、前記温度検出回路
は、前記複数の発光ダイオードを整列させるための整列
板が設けられた場合には、該整列板の温度を検出し、検
出結果を出力することを特徴とする。
ば、前記発光ダイオードの温度または周囲温度を検出す
る温度検出回路、前記該温度検出手段からの検出結果に
基づき所定の発光出力を得るための補正信号を作成し、
該補正信号に応じて前記LED駆動回路による発光ダイ
オード電流を変化させる補正回路とを設けることによっ
て、発光ダイオードの温度変化に伴い変化する発光効率
を一定に発光制御することが可能となり、また、その発
光を階調に応じて階調制御することも可能となる。その
他の動作及び効果は、上記請求項3乃至請求項6の発明
と同様である。
求項3に記載の航空標識灯において、前記光源が少なく
とも2つの点滅制御可能な光源で構成された場合には、
前記駆動回路部は、前記発光階調信号としての前記発光
ダイオードの点滅の比率変調とするパルス幅制御信号
と、前記少なくとも2つの光源を点滅制御するための点
滅信号との論理積をとり、該論理積に基づき、各光源毎
に発光ダイオード群が抵抗を介して直列に接続して成る
直列回路の電流供給をオン・オフするスイッチング素子
のオン・オフ時間を制御することにより、前記発光ダイ
オードによる発光の階調制御及び点滅発光制御すること
を特徴とする。
求項10に記載の航空標識灯において、前記少なくとも
2つの光源は、黄色の光を発光する黄色発光ダイオード
を用いてそれぞれ構成されたものであることを特徴とす
る。
ば、発光ダイオード群で構成された光源を少なくとも2
つ設けて点滅タイプ航空標識灯を構成した場合でも、上
記発明と同様に従来通りの標識灯用定電流電源に接続
し、且つ灯火の階調制御及び点滅発光制御を行うことが
可能となり、長寿命で且つ発光効率の高いLED式航空
標識灯を提供することが可能となる。さらに、駆動回路
部は簡単な直列回路構成となっていることから、高価な
定電流回路を設けずとも上記の如く階調制御及び点滅制
御が可能であり、よってコスト低減にも大きく寄与す
る。
参照して説明する。図1乃至図3は本発明に係る航空標
識灯の第1の実施の形態を示し、図1は光源としてLE
D表示素子を用いて構成された地上型の航空標識灯の一
例を示す構成図、図2は図1の航空標識灯の上面図、図
3は図2の航空標識灯のAーA´線断面図である。
数のLEDを用いるとともに、これらのLEDの発した
光を反射する、例えば青色に着色された反射鏡を所定の
位置に介在させるように設けて構成することにより、仮
に消灯時でも、発色作用が得られることで、従来、消灯
時における航空標識灯の色の識別が不可能であった課題
を解決するようにしている。
タイプの航空標識灯1は、滑走路等の誘導灯として用い
られており、例えば青い色を全方向に照射することによ
り、誘導路灯としての役割を果たすようになっている。
は、例えば地上に設置される灯体2と、この灯体2の上
面に装着され、複数のLED3a,基板3b,及び着色
反射板3cを含んで構成された光源部3と、この光源部
3を収容するとともに、前記灯体2に上面に取り付けら
れる外周カバーとしてのグローブ4とで主に構成されて
いる。
例えば青色の光を発光するもので、図2に示すように基
板3b上に中心(基板との中心)を介して複数並設さ
れ、基板上のパターン、接続コード及び主の配線コード
(パワーラインともいう)を介して図示しない管制塔や
調光制御室等に接続されるようになっている。これによ
り、図示しない管制塔や調光制御室等から階調信号が供
給されることにより、複数のLED3aの青色発光が制
御される。なお、これらのLED3aのそのものは、高
発光効率可能な透明樹脂レンズで構成されたものであ
る。
に示すように円筒形状の両面反射部材が扇状に広って形
成されたもので、下部の開口部が小さく、上部の開口部
が広くなるように形成されたものである。また、該着色
反射板3cは、図3に示すように上面(内面)Aが、例
えば青色の着色されるように構成している。また、この
場合、着色反射板3cの下面Bについては、図3に示す
ように水平方向における光の反射性能及び指向性を向上
させるために、着色はなされていない。必要であれば、
下面Bを所定の色に着色するように構成しても良い。
に示すように、基板3b上の所定数のLED3aを包囲
するように該基板上3bに装着されるようになってい
る。
り、例えば着色されていない透明ガラス部材で形成され
たもので、LED3aの発色光や上記着色反射板3cに
よる反射光を全方向に透過して照射する。また、該航空
標識灯1を外部からの損傷を防止する役割も有してい
る。
のLED3aからの発色光が直接光、及び該着色反射板
3cの上面Aによって反射され、扇状に上方向へと照射
するとともに、同時に、該着色反射板3cによって包囲
されない他の複数のLED3aからの発色光は、該着色
反射板3cの下面Bによって反射されることで、水平方
向にしかも指向性が良好に照射することが可能となる。
3cの上面A全体が例えば青色に着色されているので、
該航空標識灯1が消灯時の場合でも、外光(例えば太陽
光)が当たれば発色することになるので、灯火の識別が
可能である。
(a)参照)と比較すると、光源として指向性が高いL
EDを用いているので、発光効率も高く、また指向性等
の発光性能も向上させることができ、しかも光源の長寿
命化も図ることが可能となる。さらに、消灯時でも、外
光がその着色反射板3cに反射することによって発色で
きるので、航空標識灯自体の認識も可能となり、また、
従来技術のように白熱電球からの所定の青色を得るため
の濃色に着色したグローブを用い、発光効率が低いもの
から透明又は淡青色のガラス部材のグローブに代えて構
成しているので発光効率の高いものを実施、提供するこ
ともできる。
cの下面Bは、主要反射面のため、仮に着色しようとす
る場合には、青の着色反射面としてダイクロイック蒸着
面となるように構成しても良い。また、基板3bについ
ては、なにも言及してはいないが、その上面に同様の色
を着色するように構成しても良い。また、該基板上にL
EDを整列させるための整列板を重ねて載設する場合に
は、該整列板の上面に同様の色を着色するように構成す
れば良い。
白熱電球からLEDに代えて構成した場合でも、予め白
熱電球用として決められた階調電流値に基づき最適な発
光状態となるように補正し、制御することも可能であ
る。このような実施の形態を図4乃至図7に示す。
第2の実施の形態を示し、図4は光源としてLEDを用
いて構成された一方向又は2方向タイプの航空標識灯の
構成例を示す側面図、図5は図4の航空標識灯に搭載さ
れた駆動回路部の具体例を示すブロック図、図6は図4
の駆動回路部内のLED駆動回路部部の回路構成例を示
す回路図、図7は図5の駆動回路部によるパルス幅制御
動作を説明するためのタイミングチャートである。尚、
図4に示す装置は、図1と同様の構成要素については同
一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明
する。
に対応した位相制御の段階状の階調信号が供給された場
合でも、白熱電球のとき同様な発光特性が得られるよう
にLEDの駆動(発光)を補正し制御する駆動回路部を
設けたことが特徴である。
方向タイプの航空標識灯1Aは、例えば地上に設置され
る灯体2と、この灯体2の上面に配置され、固定台2
a、駆動回路部5を介して基板3b上の照射方向側に複
数並設された光源としてのLED3aと、これらの構成
部品収容するためのカバーユニット6と、複数のLED
3aによる発光を透過するとともに、透過光の照射方向
側に設けられ、これらの内装部材を防護する防護ガラス
7とで主に構成されている。
LED3aに応じて青色光あるいは赤色光が前記防護ガ
ラス7を介して水平方向に照射されることになり、誘導
灯としての役割を果たすことができるようになってい
る。また、このような航空標識灯1Aを背後に対向配置
して構成することにより、2方向のタイプの航空式標識
灯と成す。
は、光源が白熱電球である航空標識灯用に階調信号(階
調電流)が流れるパワーライン(配線ライン)に、上記
構成のLED式航空標識灯1Aを接続した場合でも、搭
載された駆動回路部5によって、白熱電球のとき同様な
発光特性が得られるようにLEDの駆動(発光)が補正
制御するようにしている。このような駆動回路部5を図
5を参照しながら詳細に説明する。
示すように従来より使用されている定電流電源11(C
CRともいう)のパワーラインLCに接続される。該定
電流電源11は、管制塔や調光制御室からの遠隔操作信
号(階調切換信号)を取り込む入力端子10を介して取
り込んだ階調切換信号に基づき灯火の明るさを変えると
ころの階調タップ切替を行い、これにより得られた階調
タップに応じた階調電流をパワーラインLCに供給す
る。つまり、この階調タップに応じた階調電流は、予め
白熱電球用として設定されたものである。このような階
調例を下記の表1に示す。
るパワーラインLCに接続された航空標識灯1Aには、
駆動回路部5が備えられている。したがって、前記パワ
ーラインLC12からの階調電流は、駆動回路部5内に
設けられた定電圧回路部12及び定電流検出回路部14
に供給される。
から一定した定電圧を作成し、LED駆動回路部13に
供給する。LED駆動回路部13は、供給された定電圧
に基づきLED3aを発光させる。
階調電流からパワーラインLCに流れる階調電流値を検
出し、検出結果を階調変換回路部15に与える。階調変
換回路部15は、検出結果に基づき、例えば上述した図
14に示す白熱電球の発光出力曲線、つまり、上記表1
に示す階調電流に応じた明るさが得られるような階調電
流値を補正するための階調信号を生成し、生成した階調
信号を上記LED駆動回路部13に与える。
取り込み、LED駆動回路部5内の可変抵抗値を変化さ
せることにより、LED3aに流れる階調電流値自体を
制御して白熱電球と同様の発光出力(表1参照)が得ら
れるようにLED3aの発光制御を行う。
を変えて発光制御する方法では、LED駆動回路部13
は、単純には限流抵抗で一定電流を流す回路で構成され
るが、前述の灯火の明るさを変化させるために可変型定
電流回路で構成されたものである。このLED駆動回路
部をさらに詳細に説明すると、図6に示すように、図中
の定電流回路であるLED駆動回路部13は、基本的な
回路構成であるが、トランジスタQ1はそのベース回路
に基準電圧源V1と抵抗R1を有し、またエミッタ回路
に抵抗R2を有して構成されている。ベース回路の入力
信号が“OFF”時、すなわちLED3aを点灯する信
号時には、V1=I1×R2+VBEで示されるLED
電流I1が一定電流として流れることになる。このと
き、VBEはトランジスタQ1のベース・エミッタ間の
順電圧である。また、抵抗R2は可変式のものであり、
この抵抗R2による抵抗値は、上述したように前記階調
変換回路部15からの変調された階調信号に基づき決定
されることにより、結果的にLED電流I1を、図14
で示す白熱電球とLEDの階調特性の違いを補正する所
定の値に可変する。
灯1Aを構成し、白熱電球用の階調電流が流れるパワー
ラインLCに接続した場合でも、白熱電球使用時と同様
の階調電流に応じた発光特性を得ることが可能となる。
にLED駆動回路部13を、前記可変型定電流回路の代
りにLEDをパルス幅制御方式で駆動するように構成し
ても良い。この場合には、例えばLED駆動回路13を
パルス幅制御回路(PWM)として構成する。具体的に
は、図6に示すトランジスタQ1のベースにスイッチ手
段としての他のトランジスタのコレクタ(図示せず)を
接続し、該トランジスタのエミッタを接地するととも
に、ベースには、パルス幅制御回路(図示せず)からの
パルス信号を与えるように構成する。つまり、このパル
ス幅制御回路は、階調変換回路部15からの階調信号に
基づきパルス幅を制御し、このパルス信号を用いて前記
スイッチング素子としてのトランジスタのオン時間を調
整制御する。これによりLED電流I1は時間的に点滅
制御されることにより、その結果LED3aの明るさを
可変することになり、白熱電球使用時と同様の階調電流
に応じた発光特性を得ることが可能となる。
正動作を図7を参照しながら詳細に説明する。
された航空標識灯1Aを点灯させるものとする。この場
合、LED3aの発光特性は、上述した図14に示すよ
うに通常は白熱電球の発光特性と比べて、直線的なもの
となり、つまり、階調電流の階調(表1参照)に応じて
常に高いものとなり、つまりその発光出力の差を補正す
る必要がある。
御回路(図示せず)は、階調変換回路部15(図5参
照)による階調信号から、LED3aの発光出力がその
階調電流値に応じた高い発光出力を得る必要が有る場合
(高階調時)には、図7(a)に示すようなパルス幅が
広いパルス信号を生成し、図示しないスイッチング素子
のオン時間を調整する。これにより、時間的に長くLE
D電流I1が点滅制御されることで、LED3aは、階
調電流値に応じて最適な発光出力となる。
は、階調変換回路部15(図5参照)による階調信号か
ら、LED3aの発光出力がその階調電流値に応じた低
い発光出力を得る必要が有る場合(低階調時)には、図
7(b)に示すようなパルス幅が狭いパルス信号を生成
し、図示しないスイッチング素子のオン時間を調整す
る。これにより、時間的に短くLED電流I1が点滅制
御されることで、LED3aは、階調電流値に応じて最
適な発光出力となる。
した駆動回路部による発光制御により、従来通りの標識
灯用定電流電源に接続し、且つ灯火の階調制御を行うこ
とが可能となり、長寿命で且つ発光効率の高いLED式
航空標識灯を提供することが可能となる。また、LED
式標識灯の設置に伴い、新たに配線工事等もする必要が
ないので、全体的なコストを低減することも可能であ
る。
LED式航空標識灯では、LEDの温度が変化した場合
には、この温度変化に応じて発光出力が変化してしま
い、一定した発光出力が得られないことは、従来技術で
も説明した通りである。
した場合でも、この温度変化に応じて発光出力を補正
し、常に安定した一定発光出力を得ることも可能であ
る。このような実施の形態を図8及び図9に示す。
第3の実施の形態を示し、図8は一方向又は2方向タイ
プのLED式航空標識灯に搭載された駆動回路部の具体
例を示す回路構成図、図9は図8の駆動回路部によるL
ED電流の波高値制御動作及びパルス幅制御動作を説明
するためのタイミングチャートである。尚、図8に示す
回路は、図5あるいは図6に示す回路と同様の構成要素
については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部
分のみを説明する。
光出力の補償制御を行うもので、前記実施の形態にて説
明した本質的な視覚条件に対応する標識灯の明るさ制御
の階調制御(例えばパルス幅制御)と、温度補償制御と
してLED電流の波高値制御とをそれぞれ実施すること
により、LEDの温度が変化した場合でも、安定した発
光出力が得られるように構成したことが前記実施の形態
と異なる点である。
ては、前記第2の実施の形態における航空標識灯1A
(図4参照)と同様である。
には、図示はしないが図5に示す駆動回路部5(図5参
照)が設けられており、また図8に示すように該駆動回
路部5内のLED駆動回路部13内には、前記第2の実
施の形態と同様にLEDを駆動するための定電流回路及
び標識灯の灯火の明るさを外部からの階調制御信号を受
け、パルス幅制御に変換するパルス幅制御部20(PW
M)が設けられている。定電流回路及びパルス幅制御部
20の動作については、前記第2の実施の形態と略同様
である。
8に示すように上記定電流回路、パルス幅制御部20及
びスイッチング素子(トランジスタQ2)を設けた他
に、LEDに生じた温度を検出する温度検出回路部21
と補償回路部22を設けてLED駆動回路部を構成した
ことが特徴である。
生じた温度を検出し、検出結果を補償回路部22に与え
る。補償回路部22は、供給された検出結果に基づき、
LEDの発光出力が、例えば図15に示す特性とは異な
りある一定した所定レベルの発光出力となるように補正
するための補正信号(抵抗値)を決定し、これを図8に
示す可変抵抗R2に与える。これにより、可変抵抗R2
の抵抗値を変化させることにより、LEDに流れるLE
D電流I1を変化させ、最適なLEDの発光出力が得ら
れるように制御する。
図8に示すパルス幅制御部20に接続された入力端子1
0には、図5中に示す階調変換回路部15からの階調信
号が供給されるようになっているが、このときの階調制
御信号は、前記第2の実施の形態にて説明したように具
体的には電源のタップ(切替)信号として上記表1に示
すように規定されているものである。
幅制御するための回路構成としては、図8に示すよう
に、定電流回路のトランジスタQ1のベースにスイッチ
手段としてのトランジスタQ2のコレクタ(図示せず)
を接続し、該トランジスタQ2のエミッタを可変抵抗R
2の他端に接続するとともに、ベースには、パルス幅制
御回路(図示せず)からのパルス信号を与えるように構
成する。
タQ1はそのベース回路に基準電圧源V1と抵抗R1と
が接続され、またエミッタ回路には抵抗R2が接続され
る。したがって、動作時には、前述のパルス幅制御信号
によって駆動されるトランジスタQ2を介して点滅制御
され、点灯時にはV1=I1×R2+VBEで規定され
るLED電流I1が一定電流として流れる。尚、VBE
はトランジスタQ1のベース・エミッタ順電圧値であ
る。
式のもので、LEDの温度を温度検出回路部21によっ
て検出され、その後補償回路部22によってLEDの温
度(検出温度)に対応してLED電流I1を増減する補
正量分としての抵抗値が供給されることで、抵抗値を変
化させる。
照しながら詳細に説明する。
された航空標識灯1Aを点灯させるものとする。この場
合、LED3aの発光特性は、上述した図15に示すよ
うに温度が高くなるにつれてその発光出力が劣化してし
まう。したがって、温度の高低に関わらず、常に安定し
た一定の発光出力を得るための発光補正する必要があ
る。
標識灯用定電流電源の接続に伴い、階調電流に応じた最
適な発光出力が得られるように、前記第2の実施の形態
と同様にパルス幅制御する。詳細については、前記第2
の実施の形態に説明したので省略する。
てLED電流の波高値制御を行う。この場合、駆動回路
部5内のLED駆動回路部では、温度検出回路部21に
よってLEDの温度が検出され、この検出結果を取り込
む補償回路部22は、例えば該検出結果からLED3a
の温度が低く発光出力をさほど補正する必要がない場合
(低温度時:図15参照)には、LED電流をさほど変
化させないような補正信号(抵抗値)を決定し、可変抵
抗R2の抵抗値を制御して、LED電流の波高値を決定
する。つまり、図9(a)に示すようなパルスの高さと
なるパルス信号に基づき、スイッチング素子のオン時間
及びLED電流を調整する。これにより、LEDの点滅
制御とともにLEDの流れる電流値を調整することが可
能となり、最適な発光出力を得ることが可能となる。勿
論、LED電流の波高値制御は、高階調時及び低階調時
にも、図9(a)に示すように実施される。
回路部21の検出結果からLED3aの温度が高く発光
出力が高くなるように補正する必要がある場合(高温度
時:図15参照)には、LED電流を大きく変化させる
ような補正信号(抵抗値)を決定し、可変抵抗R2の抵
抗値を制御して、LED電流の波高値を決定する。つま
り、図9(b)に示すようなパルスの高さとなるパルス
信号に基づき、スイッチング素子のオン時間及びLED
電流を調整する。これにより、LEDの点滅制御ととも
にLEDの流れる電流値を調整することが可能となり、
高温温度の場合でも、最適な発光出力を得ることが可能
となる。勿論、高温度時の場合でもLED電流の波高値
制御は、高階調時及び低階調時にも、図9(b)に示す
ように実施される。
第2の実施の形態と同様の動作、効果する他に、上述し
た駆動回路部によるLED電流の波高値制御を併用して
実施することにより、LEDの温度変化に伴い変化する
発光出力を常に安定した規定の所定レベルの発光出力と
なるように補正制御することが可能となる。よって、様
々な気象条件下においても、発光出力が変化しない優れ
た発光特性を有する航空標識等を提供することができ
る。
度を検出する方法として、標識灯内に密閉的にLED基
板が収納されることから、例えばその灯器内の空間温度
を検出するように構成しても良く、また温度検出精度を
より向上させるために、複数のLED素子を整列させる
ために設ける整列板をアルミ材等の熱伝導の良い材質で
構成し、放熱効果をもたせるとともに、LEDの温度を
検出する方法として、例えばこの整列板自体の温度や放
熱効果作用により得られた灯器内温度を検出するように
しても良い。
タイプで有る場合にも前記第2及び第3の実施の形態の
ようにLEDの発光制御を行うことが可能である。しか
しながら、前記第2及び第3の実施の形態のように灯火
の明るさを階調制御する波高値制御では、上述したよう
に定電流回路が必須の構成要素であるため、通常使用さ
れるLEDの限流回路としての抵抗回路に比べて高価と
なってしまう。このような不都合を改善した実施形態を
図10乃至図12に示す。
灯の第4の実施の形態を示し、図10は光源としてLE
Dを用いて構成された点滅タイプの航空標識灯の構成例
を示す正面図、図11は図10の航空標識灯に搭載され
た駆動回路部の具体例を示す回路構成図、図12は図1
1の駆動回路部によるパルス幅制御動作及び点滅発光制
御動作を説明するためのタイミングチャートである。
尚、図10に示す装置及び図11に示す回路群は、図4
及び図8と同様の構成要素については同一の符号を付し
て説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(図8参照)に代えて安価の抵抗で構成される限流回路
を設けるとともに、入力される点滅信号とパルス幅制御
部(図8参照)からの階調信号との論理積を出力するA
ND回路と、該AND回路の出力信号に基づき限流回路
内に接続されたLEDに与えるLED電流を時間的にス
イッチングするスイッチング素子Qとを設けることによ
り、パルス幅制御及び点滅発光制御を行い、階調制御を
可能にすることで、コストの低減化を図るように構成し
たことが前記実施の形態と異なる点である。
標識灯1B(滑走路警戒灯:RGL灯火)は、図10に
示すように、例えば地上に設置される灯体2と、この灯
体2の上部に装着された例えば2つのLED群3a,3
bと、これらのLED群3a,3bが装着されLED群
3a,3bからの光を集光してそれぞれ照射する反射鏡
を含んで構成されたLED基板3A,3Bとで主に構成
されている。尚、発光色を代える場合には、前記LED
基板3A,3B上に反射鏡の反射光を透過して対応する
色の光をそれぞれ照射する色フィルタを設けて構成して
も良い。
b等を用いることで、水平方向における照射色光の指向
性が良好となり、また図示しない調光制御部からの点滅
信号が供給されることで、これら2つの光源としてのL
ED群3a,3bは、点滅発光するようになっている。
尚、上記LED群3a,3bとしては、黄色の光を発光
する黄色LEDを用いることにより、滑走路警戒灯とし
ての役割を果たす。
にこれらのLED群3a,3bの発光の階調制御及び点
滅発光制御を行うための駆動回路部5Aが設けられてい
る。この駆動回路部5Aは、前記実施の形態と同様にR
GL灯火を視認外部条件によって明るさを上記表1に示
す階調パターンで発光制御する。
例えば図11に示すように入力端子10を介して階調信
号が取り込まれ、また入力端子30を介して点滅信号が
取り込まれるようになっており、階調信号については、
前記第2の実施の形態と同様にパルス幅制御を行うパル
ス幅制御部20に供給、点滅信号については、AND回
路に供給する。パルス幅制御部20からの出力もAND
回路に供給する。
をとり、つまり、点滅信号のタイミングに基づく階調パ
ルス信号をスイッチング素子Qのベースに供給する。
を接続した限流回路では、LED素子の複数LED1〜
LEDnを1つの直列回路とし、一端は限流素子の抵抗
Rを介して電源Vpに接続される。またこの直列回路の
他端は他のLED直列回路群と共通接続され、さらにス
イッチ素子のトランジスタQのコレクタに接続される。
ルス幅制御及び点滅発光制御が可能となる。
参照しながら詳細に説明する。
L灯火)を点灯させるものとする。すると、図11に示
す駆動回路部5Aは、前記第2の実施の形態と同様に階
調パターンに基づくパルス幅制御を行う。つまり、パル
ス幅制御部20は、高階調時とする必要が有る場合には
パルス幅の広いパルス信号を、低階調時とする必要が有
る場合にはパルス幅の狭いパルス信号をAND回路に与
える。
と点滅信号との論理積が出力されることで、スイッチン
グ素子のトランジスタQには、図12(a)または図1
2(b)に示すような点滅信号のON時に階調信号に応
じたパルス幅制御信号が供給されることになる。
パルス幅制御信号で高速点滅駆動し、結果として点滅す
る際の点灯時についても灯火の明るさが階調に応じて制
御されるとともに、他方のLED群についても同様に階
調制御される。
つのLED群は点滅発光制御されることになる。
のように灯火の明るさを制御するものとして階調信号に
応じたパルス幅制御信号を用いて階調制御及び点滅発光
制御することにより、点滅のスイッチ素子の兼用化がで
き、またLED電流の限流を抵抗素子で構成することが
できることで、より安価な標識灯を提供できる。
態に限定されるものもではなく、例えば各実施の形態に
おける特徴的な構造や発光制御方法を組み合わせて構成
しても良く、効果が得られることは明らかである。
EDを光源として用いることにより、光源の長寿命化及
び発光効率を向上させることができるとともに、低コス
トで最適な発光制御を行うことのできる航空標識灯を提
供することが可能となる。
し、全方向タイプの標識灯の構成例を示す一部破断した
構成図。
し、一方向又は2方向タイプの標識灯の構成例を示す側
面図。
を示すブロック図。
駆動回路部の回路構成例を示す回路図。
明するためのタイミングチャート。
し、該標識灯に搭載された駆動回路部の具体例を示すブ
ロック図。
ス幅制御動作を説明するためのタイミングチャート。
し、点滅タイプの標識灯の構成例を示す正面図。
体例を示すブロック図。
ルス幅制御動作を説明するためのタイミングチャート。
空標識灯の一例を示す構成図。
じた発光特性の違いを示す特性図。
を示す特性図。
Claims (11)
- 【請求項1】 灯体と;この灯体の上部に配置され、複
数の発光ダイオード素子からなる光源と;前記複数の発
光ダイオードをその上面に配設した基板と;上部に径の
大きな開口部、下部に径の小さな開口部をそれぞれ有し
て扇状に形成した反射手段を前記基板上の所定数の発光
ダイオードを包囲するように前記基板上に装着すること
で、内面及び外面によって対応する発光ダイオード素子
の光をそれぞれ反射するとともに、該反射手段の内面と
外面との少なくとも一方が前記発光ダイオードの発光色
と同色に着色された反射手段と;前記灯体の上部に装着
され、前記光源、前記基板及び前記反射手段をカバーす
るための透光部材で形成されたグローブと;を具備した
ことを特徴とする航空標識灯。 - 【請求項2】 前記基板は、その上面が前記発光ダイオ
ードの発光色と同色に着色して構成されたもので、前記
発光ダイオードは、青色の光を発する青色発光ダイオー
ドを用いたことを特徴とする請求項1に記載の航空標識
灯。 - 【請求項3】 灯体と;この灯体の上部に配置され、複
数の発光ダイオード素子からなる光源と;前記複数の発
光ダイオードをその上面に配設した基板と;前記光源及
び前記基板を収容するように前記灯体に装着され、該光
源による光を所定方向に照射するように開口部が形成さ
れた灯体ユニットと;前記灯体ユニットの開口部に装着
されたカバー部材と、 前記複数の発光ダイオードの明るさを外部より操作され
る位相制御によって階調毎に変化させる階調制御が可能
なもので、接続された定電流電源ラインに流れる階調電
流を取り込み、該階調電流から定電圧源を発生させて得
た電流によって前記発光ダイオードを発光させるととも
に、外部の操作により位相制御で可変される電流を検出
し、検出結果に基づき前記発光ダイオードの発光階調信
号に変換し、該発光階調信号に基づき前記発光ダイオー
ドによる発光を階調毎に駆動制御する駆動回路部と;を
具備したことを特徴とする航空標識灯。 - 【請求項4】 前記駆動回路部は、 前記定電流電源ラインに流れる階調電流を元に前記発光
ダイオードに付勢する定電圧を生成する定電圧回路と;
該定電圧回路により生成された定電圧に基づき得られた
発光ダイオード電流によって前記発光ダイオードを発光
させるLED駆動回路と;前記定電流電源ラインに流れ
る階調電流を取り込み、外部の操作により位相制御で可
変される前記階調電流を検出し、検出結果を出力する電
流検出回路と;前記電流検出回路からの検出結果に基づ
き、前記位相制御による階調に応じた前記発光ダイオー
ドの発光階調信号に変換し、該発光階調信号に基づき前
記LED駆動回路による発光ダイオードの発光を駆動制
御する階調変換回路と;を具備して構成されたことを特
徴とする請求項3に記載の航空標識灯。 - 【請求項5】 前記階調変換回路は、発光ダイオード電
流の波高値に対応した前記発光階調信号を出力するもの
で、前記LED駆動回路は、可変抵抗を備え、該発光階
調信号に基づき可変抵抗による抵抗値を変化させること
により、前記発光ダイオードの発光を階調制御すること
を特徴とする請求項4に記載の航空標識灯。 - 【請求項6】 前記階調変換回路は、前記発光階調信号
として前記発光ダイオードの点滅の比率変調とするパル
ス幅制御信号を出力するもので、前記LED駆動回路
は、前記発光ダイオード電流の供給を時間的にオン・オ
フするスイッチング素子を備え、前記パルス幅信号に基
づき該スイッチング手段によるオン・オフ時間を制御す
ることにより、前記発光ダイオードの発光を階調制御す
ることを特徴とする請求項4に記載の航空標識灯。 - 【請求項7】 前記駆動回路部は、 前記定電流電源ラインに流れる階調電流を元に前記発光
ダイオードに付勢する定電圧を生成する定電圧回路と;
該定電圧回路により生成された定電圧に基づき得られた
発光ダイオード電流によって前記発光ダイオードを発光
させるLED駆動回路と;前記定電流電源ラインに流れ
る階調電流を取り込み、外部の操作により位相制御で可
変される前記階調電流を検出し、検出結果を出力する電
流検出回路と;前記電流検出回路からの検出結果に基づ
き、前記位相制御による階調に応じた前記発光ダイオー
ドの発光階調信号に変換し、該発光階調信号に基づき前
記LED駆動回路による発光ダイオードの発光を駆動制
御する階調変換回路と;前記発光ダイオードの温度また
は周囲温度を検出する温度検出回路と;前記該温度検出
手段からの検出結果に基づき所定の発光出力を得るため
の補正信号を作成し、該補正信号に応じて前記LED駆
動回路による発光ダイオード電流を変化させる補正回路
と;を具備して構成されたことを特徴とする請求項3に
記載の航空標識灯。 - 【請求項8】 前記階調変換回路は、前記発光階調信号
として前記発光ダイオードの点滅の比率変調とするパル
ス幅制御信号を出力するもので、前記LED駆動回路
は、前記発光ダイオード電流の供給を時間的にオン・オ
フするスイッチング素子及び可変抵抗を備え、前記パル
ス幅信号に基づき該スイッチング手段によるオン・オフ
時間を制御すると同時に、前記補正回路からの補正信号
に応じて前記可変抵抗の抵抗値を変化させることによ
り、前記発光ダイオードの発光の階調制御及び温度の変
化に伴う発光補正制御することを特徴とする請求項7に
記載の航空標識灯。 - 【請求項9】 前記温度検出回路は、前記複数の発光ダ
イオードを整列させるための整列板が設けられた場合に
は、該整列板の温度を検出し、検出結果を出力すること
を特徴とする請求項7に記載の航空標識灯。 - 【請求項10】 前記光源が少なくとも2つの点滅制御
可能な光源で構成された場合には、前記駆動回路部は、
前記発光階調信号としての前記発光ダイオードの点滅の
比率変調とするパルス幅制御信号と、前記少なくとも2
つの光源を点滅制御するための点滅信号との論理積をと
り、該論理積に基づき、各光源毎に発光ダイオード群が
抵抗を介して直列に接続して成る直列回路の電流供給を
オン・オフするスイッチング素子のオン・オフ時間を制
御することにより、前記発光ダイオードによる発光の階
調制御及び点滅発光制御することを特徴とする請求項3
に記載の航空標識灯。 - 【請求項11】 前記少なくとも2つの光源は、黄色の
光を発光する黄色発光ダイオードを用いてそれぞれ構成
されたものであることを特徴とする請求項10に記載の
航空標識灯。
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