JP2003090920A - 導光部材および標識灯 - Google Patents
導光部材および標識灯Info
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Abstract
出射する光束が必要以上に拡散するため、遠方からの視
認性を良くするために大光量の光源および大容量の電源
を組み込まなければならず、コンパクト化することに限
界があった。 【解決手段】 光源13からの光を入射させる入射端面
部16と、回転対称軸線Cを中心として環状に形成され
て光を出射させるための出射端面部17と、入射端面部
16から入射した光を内部全反射によって出射端面部1
7に導く導光部18とを具え、この導光部18は、回転
対称軸線Cを中心とする漏斗状の窪み面19と、回転対
称軸線Cを中心として入射端面部16側よりも出射端面
部17側ほど大径となったテーパ状外周面20とを有す
る。
Description
持つ導光部材およびこの導光部材を用いた標識灯に関す
る。
大な滑走路が不要であって、空中での停止飛行、つまり
ホバリングも可能なことから、災害救助などの非常時に
大きな威力を発揮している。このようなヘリコプターを
夜間に緊急離発着させる場合、緊急離発着場に境界灯や
境界誘導灯を設置してその安全性を確保する必要があ
る。緊急離発着場に設置される境界灯や境界誘導灯は、
既設のヘリポートなどにあらかじめ設置されている境界
灯や境界誘導灯とは異なり、可搬性を有するものであ
り、電源が一体に組み込まれたものが一般的である。
開2001−23405号公報などで提案されたものが
知られている。この可搬標識灯は、透明なケーシングの
下部に発光ダイオードアレイを上向きに固定し、頂点が
下向きとなる円錐状の反射体を発光ダイオードアレイの
直上に位置するようにケーシングの中央部に固定するこ
とにより、発光ダイオードアレイから出射する光を反射
体によって反射させ、環状の光束をケーシングの周囲か
ら放射状に出射させるものである。
05号公報に開示された可搬標識灯は、発光ダイオード
アレイから出射する光束が拡散光である上、光源である
発光ダイオードアレイの面積が比較的大きく、反射体ま
でに至る光路長が短いため、ケーシングの周囲から出射
する光束の指向性を反射体によって良好に制御すること
が困難である。つまり、従来の可搬標識灯ではケーシン
グの周囲から出射する光束が必要以上に拡散してしまう
ため、遠方からの視認性を良くするためには光源にて発
せられる光量をかなり明るくする必要があり、これに伴
って大きな容量の電源を組み込まなければならず、標識
灯をコンパクト化することに限界があった。
光を環状に放射させ得る簡単な構造の導光部材およびこ
の導光部材を用いた標識灯を提供することにある。
光源からの光を入射させる入射端面部と、回転対称軸線
を中心として環状に形成されて光を出射させるための出
射端面部と、前記入射端面部から入射した光を内部全反
射によって前記出射端面部に導く導光部とを具え、前記
導光部は、前記回転対称軸線を中心とする漏斗状の窪み
面と、前記回転対称軸線を中心として前記入射端面部側
よりも前記出射端面部側ほど大径となったテーパ状外周
面とを有することを特徴とする導光部材にある。
の入射端面部からその内部に入射すると、窪み面および
テーパ状外周面に対して全反射条件を満たす光が導光部
内部で全反射を繰り返しながら出射端面部に達し、ここ
から導光部材の外側に環状の光束となって出射する。
態による導光部材と、この導光部材の入射端面部と対向
する光源と、この光源および前記導光部材の入射端面部
を連結する連結部材とを具えたことを特徴とする標識灯
にある。
導光部材の入射端面部からその内部に入射すると、窪み
面およびテーパ状外周面に対して全反射条件を満たす光
が導光部内部で全反射を繰り返しながら出射端面部に達
し、ここから導光部材の外側に環状の光束となって出射
する。
材において、窪み面およびテーパ状外周面に形成されて
これら窪み面およびテーパ状外周面から外部に漏洩する
光を反射する光反射層をさらに具えることができる。こ
の場合、金属や白色無機物質を用い、金属の場合には蒸
着やスッパッタリングによって光反射層を形成可能であ
るが、白色無機物質の場合にはさらに塗布または接着に
ても光反射層を形成することができる。
いて所定曲率半径の凹状をなしていてもよい。
いて所定曲率半径の凸状をなしていてもよい。
連続した曲面にて形成されていてもよく、あるいは回転
対称軸線を含む面内において所定曲率半径の凸面を有す
るものであってよい。テーパ状外周面は、回転対称軸線
を含む面内において所定曲率半径の凹面を有するもので
あってよい。この場合、所定曲率半径の凹面の曲率中心
と窪み面を構成する凸面の曲率中心とが合致しているこ
とが好ましい。
て、光源が発光ダイオードアレイまたは半導体レーザー
アレイを有するものであってよい。
るのを防止する遮光部材を有するものであってよい。こ
の場合、遮光部材が光を反射する光反射層を有すること
が好ましい。
いて、図1〜図4を参照しながら詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例のみに限らず、これらをさらに組
み合わせたり、この特許請求の範囲に記載された本発明
の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、
従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用す
ることができる。
示し、その中央部縦断面構造を図2に示し、そのIII−I
II矢視断面形状を図3に示し、導光部材の断面構造を図
4に示す。すなわち、本実施例における航空標識灯10
は境界灯や境界誘導灯として使用できるようにしたもの
であり、透明なアクリル樹脂などで成形される導光部材
11と、発光ダイオードアレイ、すなわち複数個の発光
ダイオード12を本実施例では六方稠密状態で配列した
光源13と、この光源13が導光部材11の入射端面部
と対向するように当該光源13と導光部材11とを連結
する連結部材14と、光源13に電力を供給するための
電源15とで主要部が構成されている。
心とする回転対称体であり、例えて言えばチューリップ
の花びらの如き輪郭形状を有する。この導光部材11
は、光源13からの光を入射させる入射端面部16と、
回転対称軸線Cを中心として環状に形成されて光を出射
させるための出射端面部17と、入射端面部16から入
射した光を内部全反射によって出射端面部17に導く導
光部18とを具えている。
る漏斗状の窪み面19と、回転対称軸線Cを中心として
入射端面部16側よりも出射端面部17側ほど大径とな
ったテーパ状外周面20とを有し、これら窪み面19お
よびテーパ状外周面20には、ここから外部に漏洩する
光を反射するための光反射層21が形成されている。こ
の光反射層21として、金属や白色無機物質を用い、金
属の場合には蒸着やスッパッタリングによって光反射層
21を形成可能であるが、白色無機物質の場合にはさら
に塗布または接着にても形成することができる。
対称軸線Cを含む面内において所定曲率半径r1の凹状
をなしており、これによって入射端面部16から導光部
18内に入射する光源13からの光を環状の出射端面部
17に向けて屈折させることができるため、窪み面19
に対して全反射条件を満たさない光の割合を少なくする
ことが可能となり、入射端面部16から入射した光に対
して出射端面部17から出射する光の割合を増大させる
ことができる。
出射端面部17は、回転対称軸線Cを含む面内において
所定曲率半径r2の凸状をなしており、これによって出
射端面部17から導光部材11の外側に出射する光の拡
散を抑制することが可能となり、指向性の高い光束を出
射端面部17から出射させることができる。本実施例で
は、水平面とこの水平面から上方に30度との範囲の拡
散光が出射端面部17から出射されるように配慮してい
る。もちろん、標識灯に要求される規格などに応じて出
射端面部17から環状に出射される光の拡散角を任意に
設定することが可能である。
軸線Cを含む面内において所定曲率半径r3の凸面を有
し、これによって窪み面19に対して全反射条件を満た
さない光の割合を少なくすることが可能となり、入射端
面部16から入射した光に対して出射端面部17から出
射する光の割合を増大させることができる。また、本実
施例におけるテーパ状外周面20は、回転対称軸線Cを
含む面内において所定曲率半径r4の凹面を有し、本実
施例ではこれら凸面および凹面の曲率中心Oを合致させ
ている。これによって、窪み面19とテーパ状外周面2
0とによって挟まれた導光部18の肉厚が一定となり、
ここを伝搬する光が窪み面19およびテーパ状外周面2
0から漏洩するのを最小限に抑えることができる。
る本発明の光源13である発光ダイオードアレイは、筐
体22内に収容されたプリント回路板23に上向きに取
り付けられ、その周囲が光反射テープ24によって囲繞
されており、これによって光源13から発せられた光を
無駄なく導光部材11の入射端面部16に入射させるこ
とができる。本発明による遮光部材として用いられる光
反射テープ24は、金属薄膜あるいは白色無機物質を塗
布した樹脂フィルムなどで構成することが可能である
が、連結部材14の内周面に光反射層を形成してもこれ
と同様な効果を得ることができる。本実施例では連結部
材14の内周面にも光反射層25を形成しているため、
光反射テープ24を省略することも可能である。連結部
材14は、筐体22の上端中央部と導光部材11の下端
部に位置する入射端面部16とを一体的に連結するもの
であり、光源13から発せられる光が導光部材11の入
射端面部16から導光部18内に入射するように、光源
13の周囲を遮光している。
2は、先端が半球状をなす透明な円柱状レンズを一体的
に組み込んだものであるが、このような円柱状レンズを
用いずにチップの状態でプリント回路板23に実装する
ことも可能である。
ント回路板23に実装された制御機器26を介して光源
13に接続しており、本実施例における電源15は鉛蓄
電池やNi−Cd電池などの充電可能な電池を採用してお
り、必要に応じて充電を行うことができるようになって
いる。このため、地面などに載置される本実施例におけ
る筐体22は、内部を開閉し得る構造を採用している
が、図示しない太陽電池パネルを筐体22の上端面に取
り付け、これを制御機器26を介して電源15に接続す
ることにより、昼間、電源15に対して自動的に充電を
行うことができるため、筐体22が開閉し得ない密封構
造であっても特に問題は生じない。
射端面部16から導光部材11内に入り、窪み面19と
テーパ状外周面20との間に形成された導光部18内を
伝搬して行く。そして、窪み面19やテーパ状外周面2
0に達した光は、ここで全反射するか、あるいは光反射
層21によって再び導光部18内に導かれ、最終的にす
べて出射端面部17から所定の拡散角を持つ環状の光束
として出射する。この場合、光源13である発光ダイオ
ードアレイの輝度分布に起因して出射端面部17から出
射する光束に輝度むらや光量のむらが発生するおそれが
ある場合、導光部材11の入射端面部16と光源13と
の間に光拡散フィルムを介在させたり、あるいは導光部
材11の入射端面部16に微小な凹凸を形成して導光部
材11内に入射する光の指向性を軽減させることによっ
て解決することができる。このような導光部材11の入
射端面部16に対する入射光の指向性を弱める手段は、
特に光源13として指向性の強い半導体レーザーアレイ
を使用した場合に有効でなる。
称軸線Cを含む面内において所定曲率半径r3の凸面に
て形成したが、回転対称軸線Cを含む面内において連続
した曲面にて形成することも可能である。この場合、窪
み面19に光反射層21を形成しないと、窪み面19の
中央部から導光部材11の外部に漏出する光の割合が多
くなるが、これは中央部からも光を出射させる必要があ
る他の標識灯などにおいて逆に利用することができる。
もちろん、窪み面19に光反射層21を形成した場合に
は確実に出射端面部17のみから光を出射させることが
できる。
から入射した光を内部全反射によって出射端面部に導く
導光部に回転対称軸線を中心とする漏斗状の窪み面と、
回転対称軸線を中心として入射端面部側よりも出射端面
部側ほど大径となったテーパ状外周面とを設けたので、
光源からの光を導光部材の出射端面部から高輝度かつ高
指向性を以て環状に放射させることができる。
洩する光を反射する光反射層をこれら窪み面およびテー
パ状外周面に設けた場合には、窪み面およびテーパ状外
周面に対して全反射条件を満たさない光であっても、こ
れを窪み面およびテーパ状外周面から導光部材の外側に
漏出することなく、導光部内を伝搬させて最終的に出射
端面部から出射させることができ、入射端面部から入射
した光に対して出射端面部から出射する光の割合を増大
させることができる。
いて所定曲率半径の凹状をなしている場合には、入射端
面部から導光部内に入射する光を環状の出射端面部に向
けて屈折させることができるため、窪み面に対して全反
射条件を満たさない光の割合を少なくすることが可能と
なり、入射端面部から入射した光に対して出射端面部か
ら出射する光の割合を増大させることができる。
いて所定曲率半径の凸状をなしている場合には、出射端
面部から導光部材の外側に出射する光の拡散を抑制する
ことが可能となり、指向性の高い光束を出射端面部から
出射させることができる。
所定曲率半径の凸面を有する場合には、窪み面に対して
全反射条件を満たさない光の割合を少なくすることが可
能となり、入射端面部から入射した光に対して出射端面
部から出射する光の割合を増大させることができる。
材の入射端面と、この導光部材の入射端面部と対向する
光源とを連結部材を介して連結したので、光源にて発せ
られた光を導光部材の出射端面部から高輝度かつ高指向
性を以て環状に放射させることができる。
合、光源の消費電力を抑制することができることと相俟
って標識灯をコンパクトにまとめることができ、可搬性
の向上に寄与する。
るのを防止する遮光部材を有する場合、特にこの遮光部
材が光を反射する光反射層を有する場合には、光源から
出射した光を無駄なく導光部材の入射端面部から導光部
内に入射させることができる。
を表す斜視図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光源からの光を入射させる入射端面部
と、 回転対称軸線を中心として環状に形成されて光を出射さ
せるための出射端面部と、 前記入射端面部から入射した光を内部全反射によって前
記出射端面部に導く導光部とを具え、前記導光部は、前
記回転対称軸線を中心とする漏斗状の窪み面と、前記回
転対称軸線を中心として前記入射端面部側よりも前記出
射端面部側ほど大径となったテーパ状外周面とを有する
ことを特徴とする導光部材。 - 【請求項2】 前記窪み面および前記テーパ状外周面に
形成されてこれら窪み面およびテーパ状外周面から外部
に漏洩する光を反射する光反射層をさらに具えたことを
特徴とする請求項1に記載の導光部材。 - 【請求項3】 前記入射端面部は、前記回転対称軸線を
含む面内において所定曲率半径の凹状をなしていること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の導光部
材。 - 【請求項4】 前記出射端面部は、前記回転対称軸線を
含む面内において所定曲率半径の凸状をなしていること
を特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の導
光部材。 - 【請求項5】 前記窪み面は、前記回転対称軸線を含む
面内において所定曲率半径の凸面を有することを特徴と
する請求項1から請求項4の何れかに記載の導光部材。 - 【請求項6】 請求項1から請求項5の何れかに記載の
導光部材と、 この導光部材の入射端面部と対向する光源と、 この光源および前記導光部材の入射端面部を連結する連
結部材とを具えたことを特徴とする標識灯。 - 【請求項7】 前記光源は、発光ダイオードアレイまた
は半導体レーザーアレイを有することを特徴とする請求
項6に記載の標識灯。 - 【請求項8】 前記連結部材は、前記光源を囲んで外部
に光が漏洩するのを防止する遮光部材を有することを特
徴とする請求項6または請求項7に記載の標識灯。 - 【請求項9】 前記遮光部材は、光を反射する光反射層
を有することを特徴とする請求項8に記載の標識灯。
Priority Applications (1)
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JP2001284079A JP4754126B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 導光部材および標識灯 |
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