JP2001130410A - 面発光led装置 - Google Patents

面発光led装置

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JP2001130410A
JP2001130410A JP31834699A JP31834699A JP2001130410A JP 2001130410 A JP2001130410 A JP 2001130410A JP 31834699 A JP31834699 A JP 31834699A JP 31834699 A JP31834699 A JP 31834699A JP 2001130410 A JP2001130410 A JP 2001130410A
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reflector
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Toshikazu Azuma
敏二 東
Koichi Koyama
浩一 小山
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Koha Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/12Visible signals
    • B61L5/18Light signals; Mechanisms associated therewith, e.g. blinders
    • B61L5/1809Daylight signals
    • B61L5/1827Daylight signals using light sources of different colours and a common optical system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2207/00Features of light signals
    • B61L2207/02Features of light signals using light-emitting diodes [LEDs]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どの角度から見ても白熱灯の電球色に類似し
た色相の光を出射するLED装置を提供する。 【解決手段】 LED基板33に搭載され、支持板34
に支持されたBのLED32を包囲するようにリフレク
タ42を設ける。リフレクタ42はBのLED32の指
向角度30°の直線に達する高さを有し、かつ、BのL
ED32の高さより大なる高さを有する。YのLED3
1およびBのLED32の配置面に近くなるレンズ50
の周辺部に対応する拡散板60の周辺部は、その中心部
より拡散度が大になっている。即ち、拡散度は、各領域
において、60d>60c>60b>60aとなってい
る。従って、レンズ50の周辺部からBのLED32が
点光源として見えることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は面発光LED装置に
関し、特に、鉄道用中継信号機に適用できる面発光LE
D装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は鉄道用中継信号機を示し、信号機
20が取付支柱10に取付金具11,12を介して取り
付けられている。
【0003】図9は信号機20の7つの信号ランプ21
が取り付けられている面を示す。各信号ランプ21は1
00個のLEDによって構成され、25個の青色(B)
のLEDと75個の黄色(Y)のLEDを含んでいる。
この信号機20において、水平線H上の3個の信号ラン
プ21が点灯すると、「停止」を指令し、45°の線S
上の3個の信号ランプ21が点灯すると、「制限」を指
令し、垂直線V上の3個の信号ランプ21が点灯する
と、「進行」を指令する。
【0004】図10は信号ランプ21を構成するYのL
ED31とBのLED32を示し、LED31と32は
LED基板33上に搭載されている。LED31と32
はそれぞれ約30°の指向角度(光強度が最大値の50
%になる範囲)を有し、内面に反射シート47を貼付さ
れたスペーサ35によって包囲されている。
【0005】以上の構成において、LED31と32を
駆動すると、YとBの混色によって白熱灯の電球色に類
似した色相の光を出すことができ、従来より使用されて
いた白熱灯に比較して長寿命化と低消費電力化を図るこ
とができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の鉄道用
中継信号機によると、BのLEDの光が図10のスペー
サ35に貼付された反射シート47で反射するため、こ
の反射光がBのLEDの直接光と重なって信号ランプ2
1を見る視角によっては青みがかったスポットとして表
れることがあり、そのため、青信号と混同する恐れがあ
る。
【0007】また、信号ランプの先端に中央部が外側に
突出したレンズを設けていることから、レンズの周辺部
とLEDの距離がレンズの中央部とLEDの距離より短
くなり、信号ランプ21を見る視角によってはBのLE
Dが点光源として認識されることがあり、そのため、青
信号と混同する恐れがある。
【0008】従って、本発明の目的はどの角度から見て
も白熱灯の電球色に類似した色相の光を出射するLED
装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、所定の平面に所定のパターンで配置された
所定の個数の黄(Y)および青(B)等の第1および第
2の色の発光ダイオードと、前記所定の個数の第1およ
び第2の色のLEDから出射される光を反射面によって
反射しながら所定の方向に導光する筒状の導光部材と、
前記導光部材の先端に設けられたレンズと、前記レンズ
の光入射面側に設けた拡散板と、前記第2の色のLED
から選択されたLEDを包囲して前記導光部材の反射面
によって反射される前記第2の色のLEDの光を減少さ
せるリフレクタを備えたことを特徴とするLED装置を
提供する。
【0010】また、本発明の上記の目的を実現するた
め、所定の平面に所定のパターンで配置された所定の個
数の黄(Y)および青(B)等の第1および第2の色の
発光ダイオード(LED)と、前記所定の個数の第1お
よび第2の色のLEDから出射される光を所定の方向に
導光する筒状の導光部材と、前記導光部材の先端に設け
られたレンズと、前記レンズの光入射面側に設けられた
拡散板を備え、前記拡散板は、中心部から周辺部に向か
って拡散度が大になるように構成されたことを特徴とす
るLED装置を提供する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明のLED装置を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。
【0012】図1より図7は本発明の実施の形態のLE
D装置を有した信号機を示す。図1において、信号ラン
プ21はYのLED31(75個)とBのLED32
(25個)を有し、LED基板33に搭載されている。
スペーサ35は取付フランジ41を有した本体40によ
って支持され、LED基板33もこの本体40によって
支持されている。本体40は放熱板43を有し、また、
抵抗基板45に接続されるコネクタ48を支持してい
る。スペーサ35は内面に反射シート47を貼付されて
おり、本体40は絶縁シート44を介して抵抗基板45
を支持している。スペーサ35の先端には、拡散板60
とレンズ50が設けられ、また、BのLED32は後で
詳しく説明するリフレクタ42で包囲されている。レン
ズ50は取付フランジ51で固定されており、また、信
号ランプ21は信号機20の筐体の板金65で支持され
ている。
【0013】図2は図1のLED搭載面を有する信号ラ
ンプ21を示し、図1と同一の部分は同一の引用数字で
示されているので、重複する説明を省略する。
【0014】図3は図2のLED搭載面を拡大して示
し、BのLED32はリフレクタ42によって包囲さ
れ、また、同心円状に配置されたLEDの最外層はYの
LED31のみが配置されている。
【0015】図4(a),(b)はスペーサ35の先端
に設けられるレンズ50を示し、中央部が外側に突出し
た形状を有し、周囲に図1で示した構成で固定される固
定フランジ51を有する。
【0016】図5はスペーサ35の先端において、レン
ズ50の内側に設けられる拡散板60を示す。拡散板6
0は中央から周囲に向かって第1領域60a、第2領域
60b、第3領域60c、第4領域60dを有し、拡散
度は、第4領域60d>第3領域60c>第2領域60
b>第1領域60aのように設定されている。拡散度は
表面の粗面化の度合を調節することによって設定され
る。
【0017】図6(a)は図10に対応するものであ
り、BのLED32がリフレクタ42によって包囲され
ている構成において相違する。この構成により、スペー
サ35に貼付された反射シート47によるBの指向角度
30°以上の出射光の反射が行われない。リフレクタ4
2の高さはBのLED32の指向角度に応じて設定する
ことができる。この実施の形態では、リフレクタ42は
開口部の内壁が指向角度30°の直線に接触する高さに
なっており、また、BのLED32のレンズの頂部の高
さより大である。
【0018】図6(b)はYのLED31とBのLED
32の指向角度を示す。この指向角度は光強度が最大値
の1/2の光強度の光が出射される角度である。YのL
ED31から出射される光は総て30°の範囲に入って
いるため、反射シート47によって反射される光強度は
弱い。一方、BのLDE32から出射される光はリフレ
クタ42によって包囲されているため、光強度が1/2
以下の光は反射シート47によって反射されることはな
い。従って、信号ランプ21をどの方向から見ても青が
点状になって認識されることはない。
【0019】図7は信号機20に設けられた7個の信号
ランプ21(図9)のYのLED31およびBのLED
32の点灯回路を示す。この点灯回路は端子70と7個
の信号ランプ21に対応する7つの点灯回路81〜87
を有する。端子70はNo.1の共通端子(commo
n)と、No.1の共通端子に接続されたNo.3、N
o.5、No.7の端子と、中心の信号ランプ21を駆
動する点灯回路81に対応したNo.2の端子(N)
と、水平線H上の両端の信号ランプ21を駆動する点灯
回路82,83に対応したNo.4の端子(0°)と、
45°の傾斜線S上の両端の信号ランプ21を駆動する
点灯回路84,85に対応するNo.6の端子(45
°)と、垂直線V上の両端の信号ランプ21を駆動する
点灯回路86,87に対応するNo.8の端子(90
°)を有する。点灯回路81〜87は同一の構成を有す
るので、点灯回路81のみを説明する。点灯回路81は
No.1とNo.2の端子間の駆動電圧を整流するため
の4つのダイオードを有する整流回路71と、並列に接
続された25回路のLEDを点灯するLED点灯部を有
する。LED点灯部は、それぞれ、直列に配置された3
つのYのLED31と、YのLED31に直列に配置さ
れた抵抗R1 と、YのLED31に直列に配置されたB
のLED32および抵抗R2 と、BのLED32に並列
に配置されたツェナーダイオードZDを有する。
【0020】端子70のNo.1とNo.2の端子の
間、No.3とNo.4の端子の間、No.5とNo.
6の端子の間およびNo.7とNo.8の端子の間に避
雷用のバリスタBaが配置されており、また、端子70
のNo.3とNo.4の端子の間、No.5とNo.6
の端子の間、およびNo.7とNo.8の端子の間に電
磁誘導電圧がYとBのLED31、32のオン電圧まで
上昇するのを防ぐ抵抗Riが挿入されている。点灯回路
81は常時点灯している中心の信号ランプ21を駆動す
るものであるため、誤作動を防止する抵抗Riは挿入さ
れていない。
【0021】以上の構成において、YのLED31が1
個でもオフになると、BのLED32が点灯しなくなる
ため、YのLED31が寿命等で点灯しなくなってもY
とBの混色の割合が崩れることはない。また、BのLE
D32が点灯しなくなってもYのLED31は点灯でき
るので、全体の輝度低下を抑えることができ、色相が変
化しても青の色相に近づくことはないので問題はない。
更にBのLED32に並列にツェナーダイオードZDが
設けられているので、静電気に弱いBのLED32を静
電気から保護することができる。
【0022】また、点灯回路82、83、84、85、
86、87のリード線に電磁誘導電圧が重畳しても抵抗
Riが挿入されているため、LED31、32のオン電
圧に達することはなく、それによって誤作動することは
ない。また、点灯回路81〜87において、抵抗R1
2 の比を調節してYのLED31に流れる電流を2m
A、BのLED32に流れる電流を8mAにすることに
よって白熱灯の電球色に類似した色相の信号ランプ21
の光を得ることができる。
【0023】以上の実施の形態において、第1の色を
Y、第2の色をBとしてが、これに限定するものではな
く、YとG(緑)であっても良い。また、第1および第
2の色に第3の色を加えて第1より第3の色をR
(赤)、G、Bとしても良い。更に、LED31、32
はディスクリートの素子でも良いし、チップ状の素子で
も良い。また、YとBのLED31、32に流れる電流
は2mAと8mAに設定したが、これに限定するもので
はない。
【0024】図3において、BのLED32の全てにリ
フレクタ42を設けたが、外側から2番目、あるいは2
番目と3番目の同心円に位置するBのLED32のみに
リフレクタ42を設けても良い。また、リフレクタ42
は円筒状の形状をしているが、例えば、これを半割状に
することによってLEDの光を反射シート47の方向に
出射するようにしながら中心部へ向う光を外側へ反射す
るようにすると、白熱灯の色相と異なった色相の色にす
ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のLED装置
によると、BのLEDをリフレクタによって包囲するこ
とによりスペーサに貼付された反射シートによって反射
するBのLEDの光の割合を減少したため、どの角度か
ら見ても白熱灯の電球色に類似した色相の色となり、そ
の結果、信号機において、青信号として混同されるのを
防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のLED装置を適用した信号ランプの一
部断面図。
【図2】図1の信号ランプの正面図。
【図3】図2の信号ランプの一部拡大図。
【図4】図1の信号ランプに使用された光集束用レンズ
を示し、(a)は正面図、(b)は側面図。
【図5】図1の信号ランプに使用された拡散板の正面
図。
【図6】(a)は図1の信号ランプの一部拡大図。
(b)は出射光の指向角度を示す説明図。
【図7】図1の信号ランプのLED点灯回路図。
【図8】従来の中継用信号機を示す側面図。
【図9】図8の中継用信号機の正面図。
【図10】図8の中継用信号機の信号ランプの一部拡大
図。
【符号の説明】
20 信号機 21 信号ランプ 31 YのLED 32 BのLED 33 LED基板 35 スペーサ 40 本体 41 取付フランジ 42 リフレクタ 43 放熱板 44 絶縁シート 45 抵抗基板 47 反射シート 48 コネクタ 50 レンズ 51 固定フランジ 60 拡散板 60a 第1領域 60b 第2領域 60c 第3領域 60d 第4領域 70 端子 71 整流回路 81〜87 点灯回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の平面に所定のパターンで配置され
    た所定の個数の黄(Y)および青(B)等の第1および
    第2の色の発光ダイオード(LED)と、 前記所定の個数の第1および第2の色のLEDから出射
    される光を反射面によって反射しながら所定の方向に導
    光する筒状の導光部材と、 前記導光部材の先端に設けられたレンズと、 前記レンズの光入射面側に設けた拡散板と、 前記第2の色のLEDから選択されたLEDを包囲して
    前記導光部材の反射面によって反射される前記第2の色
    のLEDの光を減少させるリフレクタを備えたことを特
    徴とするLED装置。
  2. 【請求項2】 前記リフレクタは、前記第2の色のLE
    Dの指向角度に応じた高さと形状を有することを特徴と
    する請求項1のLED装置。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2の色のLEDは、半
    径の異なる複数の同心円を構成するように配置され、 最外周の前記同心円は、前記第1の色のLEDによって
    構成され、 最外周以外の前記同心円は、前記第1および第2の色の
    LEDの組み合わせによって構成されることを特徴とす
    る請求項1のLED装置。
  4. 【請求項4】 前記最外周以外の前記同心円の前記第2
    の色のLEDは、個々に前記リフレクタによって包囲さ
    れていることを特徴とする請求項3のLED装置。
  5. 【請求項5】 前記最外周以外の前記同心円の前記第2
    の色のLEDは、少なくともその中で最外周の同心円の
    前記第2の色のLEDが前記リフレクタによって包囲さ
    れていることを特徴とする請求項3のLED装置。
  6. 【請求項6】 所定の平面に所定のパターンで配置され
    た所定の個数の黄(Y)および青(B)等の第1および
    第2の色の発光ダイオードと、 前記所定の個数の第1および第2の色のLEDから出射
    される光を所定の方向に導光する筒状の導光部材と、 前記導光部材の先端に設けられたレンズと、 前記レンズの光入射面側に設けられた拡散板を備え、 前記拡散板は、中心部から周辺部に向かって拡散度が大
    になるように構成されたことを特徴とするLED装置。
  7. 【請求項7】 前記所定の個数の第1および第2の色の
    LEDは、前記所定のパターンとして同心円状の複数の
    リングを構成するパターンで配置され、 前記複数のリングの最外層のリングは、前記第1の色の
    LEDのみによって構成され、 前記拡散板は、拡散度が異なる同心円状の複数の領域を
    含むことを特徴とする請求項6のLED装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010234927A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 信号機制御システム

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